DE60317538T2

DE60317538T2 - Verfahren und vorrichtung zur behandlung von abgas aus verbrennungsanlagen

Info

Publication number: DE60317538T2
Application number: DE60317538T
Authority: DE
Inventors: Pedro Alejandro Las Condes RIQUELME MEDINA; Cristian Las Condes DONOSO AGUIRRE
Original assignee: ENVIRONMENTAL CONTROL TECHNOLO; Environmental Control Technologies Inc Wilmington
Current assignee: ENVIRONMENTAL CONTROL TECHNOLO; Environmental Control Technologies Inc Wilmington
Priority date: 2002-09-05
Filing date: 2003-09-04
Publication date: 2008-09-18
Anticipated expiration: 2023-09-05
Also published as: AU2003268441A1; ATE378100T1; EP1545746B1; DE60317538D1; ES2295622T3; DK1545746T3; EP1545746A1; WO2004022203A1

Description

Sachgebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Behandeln von Abgasströmen aus Verbrennungsvorrichtungen, wie z. B. Verbrennungsmotoren, Öfen etc., zum Reduzieren der Emissionen, z. B. Partikel und deren gasförmige Komponenten.
Hintergrund
Derzeit besteht das durch Kontaminationsstoffemissionen von Verbrennungsvorrichtungen verursachte Problem in einem signifikanten Beitrag zur Umweltverschmutzung und damit zusammenhängenden Belangen. Es ist eine Reihe von Maßnahmen zum Reduzieren der Kontaminationsstoffemissionen (d. h. sowohl in Partikel- als auch Gasform) in Verbrennungsabgasströmen vorgeschlagen worden.
Beispielsweise ist eine Anzahl von Vorschlägen zur Verwendung von Filtern zum Auffangen und Entfernen von Partikeln und umweltschädlichen Gasen, wie z. B. unter anderem Ozon, Schwefelsäuren und Kohlenstoffmonoxid, unterbreitet worden. Es ist eine Vielzahl von Filtern vorgeschlagen worden, einschließlich beispielsweise elektrostatische Filter, Schlauchfilter, Plattenfilter und andere. Die Kosten und Effizienz verschiedener Filtersysteme sind unterschiedlich, und es sind kostengünstigere, effizientere Lösungen gewünscht.
Es ist ferner vorgeschlagen worden, Abgasströme mit Wasserduschen oder anderen Flüssigkeit(en) zu spülen, um Partikel und Schadgase aus den Abgasströmen zu waschen. Leider führen diese Verfahren nicht zu der gewünschten Reduzierung der Umweltverschmutzung, oder sie sind zu teuer.
Bei herkömmlichen Gaswaschvorrichtungen, die bei mobilen Quellen angewendet werden, insbesondere bei Abgasrohren von Fahrzeugen, besteht der Hauptnachteil in der Verwendung großer Mengen von Wasser. Es sind große Fluidvolumen erforderlich, da die Waschflüssigkeit auf Ström mit hoher Geschwindigkeit und hoher Temperatur (z. B. typischerweise Temperaturen von über 100°C oder mehr) aufgebracht wird, was zu einer signifikanten Verdampfung in dem Abgasstrom und einer Emission eines feuchtigkeitsangereicherten Abgasstroms in die Umgebung führt. In CL-A-615-99 ist eine typische Sprühvorrichtung beschrieben, die an dem Abgasrohr angebracht ist und einen Wasservorhang zum Fördern der Partikel zu einem benachbart zu dem Rohr angeordneten Behälter oder Wanne erzeugt, wodurch das vorgenannte Problem entsteht.
In CL-B-40,474 ist ein Nassfilter zum Reinigen von Rauchgasen beschrieben, das eine externe zylindrische Ummantelung und eine Spule am oberen Ende der Ummantelung aufweist. Die Spule durchlaufender Rauch wird mit Wasser gewaschen, das System ist jedoch beim Zurückhalten von Partikeln oder Schadgasen aus dem Rauchgasstrom nicht effizient genug.
Es besteht Bedarf an einer Einrichtung zum Reduzieren der Emission von von Verbrennungsmaschinen kommenden Schadstoffen, die effizienter und kostengünstiger implementierbar und betreibbar ist als derzeit verfügbare Einrichtungen.
In EP 0 691 153 A1 ist ein zweistufiges Abström-Rauchgasaufbereitungs-Kondensations-Wärmeaustauschersystem beschrieben, das es ermöglicht, dass Rauchgas in ein zweistufiges Gehäuse am oberen Ende des Gehäuses geführt wird. Das Rauchgas wird durch eine erste Stufe des Gehäuses kanalisiert, die einen das Rauchgas kühlenden ersten Kondensations-Wärmeaustauscher aufweist. Das Rauchgas wird dann durch eine zweite Stufe kana lisiert, die einen zweiten Kondensations-Wärmeaustauscher aufweist, der zum weiteren Kühlen des Rauchgases direkt unterhalb der ersten Stufe und dem ersten Kondensations-Wärmeaustauscher angeordnet ist. Das Rauchgas strömt in Abwärtsrichtung nur durch das Gehäuse und verlässt das Gehäuse am unteren Ende des Gehäuses unterhalb der zweiten Stufe. Ein Auffangtank ist unterhalb der zweiten Stufe des Gehäuses zum Auffangen von Flüssigkeiten, Kondensat, Partikeln und Reaktionsprodukten angeordnet.
In US 5,080,696 ist ein Prozess zum Reduzieren des Gehalts an sauren Schadstoffen beschrieben, die in Wasser löslich und in von einer Verbrennungsanlage kommenden Gasen enthalten sind, wobei die Gase durch indirekten Wärmeaustausch mit einem kalten Fluid gekühlt werden, wodurch ein saure Schadstoffe enthaltendes Kondensat entsteht, und wobei nach dieser Kühlphase die immer noch saure Schadstoffe enthaltenden Gase unter Verwendung des Kondensats als Waschflüssigkeit gewaschen werden.
In FR 2 586 204 A1 ist eine Vorrichtung zum Reinigen von von der Verbrennung oder Verfeuerung von Produkten stammenden Gasen beschrieben. Die Vorrichtung weist auf: einen Aufbereitungsraum, in dem die Gase zirkulieren, einen Wärmeaustauscher in dem Aufbereitungsraum, durch den ein Kühlfluid zum Absenken der Temperatur auf unter 40°C derart strömt, dass die Säuren und der Dampf kondensieren, eine Besprengungsrampe in dem Aufbereitungsraum zum Zuführen einer Waschflüssigkeit für eine physikalisch-chemische Behandlung der unterschiedlichen Säuren, wobei die Waschflüssigkeit aus der von der Kondensation der Säuren und des Dampfes stammenden wässrigen sauren Lösung gebildet ist, eine Einrichtung zum Betrachten des Waschflüssigkeit und der Kondensate, die sich relativ zu der Zirkulationsrichtung der Gase hinter dem Aufbereitungsraum befindet, und eine Heizeinrichtung für die von dem hinter dem Aufbereitungsraum befindlichen Teil kommenden Gase.
Zusammenfassender Überblick über die Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren ist in Anspruch 1 definiert. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist in Anspruch 13 definiert.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Behandeln des Abgasstroms von einer Verbrennungsvorrichtung zum Reduzieren der Schadstoffemission, z. B. der Emission von Partikeln und Schadgasen, in die Umgebung. Verbrennungsvorrichtung bedeutet eine Vorrichtung zum Verbrennen von Brennstoff zwecks Erzeugung von Wärme oder Energie. Erläuternde Beispiele umfassen Verbrennungsmotoren, wie z. B. Benzinmotoren oder Dieselmotoren, die zum Antreiben von Fahrzeugen (z. B. Automobilen, Lastkraftwagen, Bussen, Wasserfahrzeugen, Zügen etc.) verwendet werden und an festen Orten vorgesehen sind (z. B. zum Erzeugen von Elektrizität, Wärme oder mechanischer Energie für Gebäude, Fabriken oder Ausrüstungen), sowie anderen Vorrichtungen, die zum Erzeugen von Wärme oder Dampf oder zur Abfallentsorgung Brennstoff verbrennen. Erläuternde Beispiele der Art von zu verbrennendem Brennstoff umfassen Benzin, Kerosin, Dieselkraftstoff, Öl, Kohle, Erdgas, Holz und andere Brennstoff aus Biomasse, Siedlungs- und Hausmüll etc. Zur einfacheren Erläuterung wird die Erfindung anhand von Verbrennungsmotoren beschrieben; es sei jedoch darauf hingewiesen, dass die Erfindung auch auf andere Verbrennungsvorrichtungen anwendbar ist, z. B. auf Abfallverbrennungsanlagen oder Heizöfen.
Kurz zusammengefasst umfasst das Verfahren folgende Schritte:

a) Aufnehmen eines von der Verbrennungsvorrichtung ausgegebenen warmen Abgasstroms durch einen Abgaskanal;
b) Erhöhen des Taupunkts des warmen Abgasstroms;
c) Reduzieren der Geschwindigkeit des Abgasstroms;
d) Reduzieren der Temperatur des Abgasstroms derart, dass ein Teil der in dem Abgasstrom befindlichen Gase in flüssige Form kondensiert wird und dadurch die kondensierte Flüssigkeit Partikel und Schadgase aus dem Abgasstrom einschließt, wobei ein Flüssigkeitsextraktionsstrom und ein im Wesentlichen gasförmiger Restabgasstrom erzeugt werden; und
e) Aufnehmen des kondensierten Extraktionsstroms.

Bei einigen bevorzugten Ausführungsformen kann der Abgasstrom ferner mit einem flüssigen Mittel, z. B. Wasser, gewaschen werden, um Partikel und Gase aus dem Abgasstrom mitzureißen. Bei einigen Ausführungsformen kann der Taupunkt des Abgasstroms erhöht sein, z. B. durch Aufnehmen von Wasserdampf in den Abgasstrom, um zwecks Verbesserung des Einschließens von Partikeln und Gasen aus dem Abgasstrom die Kondensierung von Flüssigkeit aus dem Abgasstrom zu erleichtern.
Kurz zusammengefasst weist die Vorrichtung auf:

a) eine Vorrichtung zum Reduzieren der Geschwindigkeit des Abgasstroms von einer Verbrennungsvorrichtung;
b) eine Vorrichtung zum Reduzieren der Temperatur des Abgasstroms derart, dass ein Teil der in dem Abgasstrom befindlichen Gase in flüssige Form kondensiert wird und dadurch die Flüssigkeit Partikel und Schadgase aus dem Abgasstrom einschließt, wobei ein Flüssigkeitsextraktionsstrom und ein im Wesentlichen gasförmiger Restabgasstrom erzeugt werden; und
c) eine Vorrichtung zum Aufnehmen des Extraktionsstroms. Wie nachstehend beschrieben, weist bei bevorzugten Ausführungsformen die Vorrichtung ferner eine Einrichtung zum Waschen des Abgasstroms mit einem flüssigen Waschmittel und eine Einrichtung zum Erhöhen des Taupunkts des Abgasstroms auf.

Ein wichtiger Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass sie eine Extraktion von Partikeln und Schadgasen aus den Abgasströmen von Verbrennungsmotoren ermöglicht, wodurch die Effekte der Verschmutzung reduziert werden. Ein großer Teil von Partikeln mit einer Größe von weniger als 10 Mikrometern kann mit der Erfindung entfernt werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
2 und 3 perspektivische Ansichten mit weggeschnittenen Bereichen eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
4 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei der Taupunkt des Abgasstroms erhöht ist; und
5 eine schematische Darstellung einer weiteren Vorrichtung zum Erhöhen des Taupunkts des Abgasstroms.
Diese Figuren dienen nur der Erläuterung und dürfen nicht als Einschränkung angesehen werden.
Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Reduzieren der Schadstoffemissionen in dem Abgasstrom aus Verbrennungsvorrichtungen.
Kurz zusammengefasst umfasst das Verfahren folgende Schritte:

a) Aufnehmen eines von der Verbrennungsvorrichtung ausgegebenen Abgasstroms durch einen Abgaskanal;
b) Reduzieren der Geschwindigkeit des Abgasstroms;
c) Reduzieren der Temperatur des Abgasstroms derart, dass ein Teil der in dem Abgasstrom befindlichen Gase in flüssige Form kondensiert wird und dadurch die kondensierte Flüssigkeit Partikel und Schadgase aus dem Abgasstrom einschließt, wobei ein Flüssigkeitsextraktionsstrom und ein gasförmiger Restabgasstrom erzeugt werden; und
d) Aufnehmen des kondensierten Extraktionsstroms.

1 zeigt eine Ausführungsform des Verfahrens und der Vorrichtung gemäß der Erfindung. Ein Abgasstrom 1 wird von dem Abgasrohr 2 eines (nicht gezeigten) Verbrennungsmotors aufgenommen. Der Abgasstrom wird in mehrere durch Rohre 3 strömende Teilströme aufgeteilt. Der Gesamtquerschnittsbereich der Rohre 3 ist größer als der des Abgasrohrs 2. Folglich wird die Geschwindigkeit des Abgasstroms reduziert. Während der Abgasstrom durch die Rohre 3 strömt, wird er typischerweise gekühlt, z. B. durch Strömen entlang eines an der Außenseite der Rohre 3 befindlichen Kühlmediums 4. Der verlangsamte, vorzugsweise gekühlte Abgasstrom strömt dann in eine Waschstufe 5, der ein Waschmittel 6 zugegeben zugeführt wird. Ein Teil der Gase in dem Abgasstrom ist in flüssiger Form kondensiert (entweder hier oder vorher in den Rohren 3), und die Tropfen dieser kondensierten Gase und das zugeführte Waschmittel schließen Partikel aus dem Abgasstrom sowie einige weitere Gase aus dem Abgasstrom ein. Diese Flüssigkeiten mit den mitgerissenen Partikeln und Gasen, d. h. der Extraktionsstrom bzw. das restliche Waschmittel, werden z. B. in einem Sumpf 7 aufgenommen. Der aufbereitete oder Restabgasstrom 8 wird dann weitergeleitet und typischerweise in die Umgebung abgegeben. Erfindungsgemäß enthält der Restabgasstrom 8 eine kleinere Menge von Partikeln und Schadgasen als der ursprüngliche Abgasstrom 1.
Ein effektiver Weg zum Reduzieren der Geschwindigkeit des Abgasstroms ist das Leiten des Abgasstroms durch einen oder mehrere Kanäle mit einem sich allmählich vergrößerndem Querschnittsbereich. Gerade so wie sich ein Wasserstrom bei Erweiterung des Kanals verlangsamt, verringert sich bei sich vergrößernden Querschnittsbereich auch die Geschwindigkeit, mit der der Abgasstrom durch den Kanal strömt. Die Vergrößerung des Querschnittsbe reichs kann an einem oder mehreren diskreten Punkten erfolgen (z. B. über ein Sammelrohr) oder kann im Wesentlichen kontinuierlich über einen Teil des Verlaufs erfolgen, dem der Abgasstrom folgt. Bei einigen Ausführungsformen wird der Abgasstrom in zwei oder mehr Teilströme getrennt oder aufgeteilt, um die Erfindung durchzuführen. Typischerweise wird der Abgasstrom in Teilströme aufgeteilt, die durch mehrere Kanäle oder Rohre strömen, welche jeweils einen kleineren Einzelquerschnittsbereich aufweisen, jedoch einen Gesamtquerschnittsbereich haben, der größer ist als der Querschnittsbereich des Abgasrohrs von dem Verbrennungsmotor. Die Verwendung mehrerer kleiner Kanäle oder Rohre wird typischerweise bevorzugt, da dadurch die Wärmeextraktion erleichtert wird, wodurch wiederum das Kondensieren eines Teils der Gase in dem Abgasstrom vereinfacht wird.
Das Verlangsamen des Strömens des Abgasstroms erleichtert das Waschen, wie nachstehend beschrieben wird, und vereinfacht ferner das Kühlen des Abgasstroms. Typischerweise wird der Abgasstrom durch Übertragen von Wärme von dem Abgasstrom an ein Kühlmedium gekühlt. Beispielsweise können die Kanäle, durch die der Abgasstrom geleitet wird, die Rohre eines Wärmeaustauschers sein, der Wärme aus dem Abgasstrom zu einem Kühlmedium, wie z. B. Umgebungsluft, extrahiert, die mit der Außenseite der Rohre in Kontakt kommen darf. Bei einigen Ausführungsformen wird ein Umgebungsluftstrom z. B. mittels Gebläsen zu den Rohren geleitet. Falls gewünscht, können andere Kühlmedien, wie z. B. gekühltes Wasser oder andere Kühlmittel, verwendet werden.
Gemäß 2 und 3 weist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zwei Hauptabschnitte auf. Der erste Abschnitt weist eine Reihe von parallel zueinander angeordneten Abführrohren 10 auf, wobei ein Ende jedes Rohrs mit dem Ausgangsende des Abgasrohrs 12, das den Abgasstrom von dem (nicht gezeigten) Motor emittiert, verbunden ist. Der Gesamtquerschnittsbereich sämtlicher Abführrohre 10, d. h. die Summe der Einzelrohre, ist größer als der Querschnittsbereich des Abgasrohrs 12. Die anderen Enden der Abführrohre 10 sind mit einem Zwischenrohr 13 verbunden, das den verlangsamten Abgasstrom zu der Kondensationskammer 14 kanalisiert, bei der es sich um den zweiten Hauptteil dieser Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung handelt. Bei dieser Ausführungsform ist die Kammer 14 ein hohler Block 15, durch den eine Reihe von Rohren 16 verläuft. In der hohlen Kammer erfährt der von dem ersten Abschnitt der Vorrichtung, d. h. von den Abführrohren 10, kommende Abgasstrom eine zweite Kühlung bei geringer Geschwindigkeit beim Durchströmen des Inneren des hohlen Blocks 15 zwischen den Außenflächen der den hohlen Block durchlaufenden Rohre 16, in denen ein Kühlmedium zirkuliert. Unterhalb des hohlen Blocks 15 befindet sich ein (nicht gezeigter) Sumpf zum Aufnehmen der durch Kondensation erhaltenen Flüssigkeit. Später kann diese Flüssigkeit aus dem Sumpf entfernt und zur Entsorgung gemäß geltenden Umweltschutzbestimmungen aufbereitet werden. Nach der Kondensation wird der aufbereitete Abgasstrom durch einen Ausgang 17 geleitet und in die Umgebung abgegeben.
Je nach Art der Emissionsquelle, für die die Vorrichtung verwendet wird, können Luft oder Wasser oder andere Kühlmedien die Abführrohre kühlen. Beispielsweise kann bei einer mobilen Quelle, wie z. B. einem Bus oder einem Lastkraftwagen, die Vorrichtung derart an einem externen Teil des Dachs des Fahrzeugs angebracht sein, dass die Umgebungsluft bei Bewegen des Fahrzeugs über die Vorrichtung strömt. Es können Gebläse zum Einblasen von Luft zwecks Erhöhung der Effizienz der Wärmeextraktion verwendet werden. Bei feststehenden Quellen kann die Vorrichtung in ein Kühlmedium getaucht sein, z. B. zirkulierendes gekühltes Wasser oder eine andere Kühlflüssigkeit, um die Abführrohre 10 und das Rohr 13 zu kühlen. Obwohl diese Lösung einen Betrieb unter beliebigen Bedingungen gewährleistet, müssen der Energieaufwand und das größere Gewicht und die größere Masse der Vorrichtung berücksichtigt werden.
Die Abführrohre 10 sowie der hohle Block 15, der die Kondensationskammer 14 bildet, sind vorzugsweise aus hochwärmeleitenden Metallen hergestellt, um das Kühlen des Abgasstroms zu erleichtern. Es ist ferner möglich, die Vorrichtung je nach vorgesehener Anwendung der Vorrichtung nur unter Verwendung von wärmeleitenden Polymermaterialien, d. h. "Kevlar", herzustellen.
Es muss darauf hingewiesen werden, dass der Effekt der Reduzierung der Abgasstromtemperatur beim Durchströmen der Abführrohre 10 eine Reduzierung seines Volumens beim Eintreten in die Kondensationskammer 14 ermöglicht. Dadurch wird der Druck der Gase in den Abführrohren reduziert, was wiederum zu einer Verringerung des Gegendrucks des Abgasstroms führt, was insbesondere für einen effizienten Betrieb des Verbrennungsmotors wichtig ist.
Bei einigen Ausführungsformen wird ein flüssiges Waschmittel, wie z. B. Wasser dem Abgasstrom zugeführt. Das Waschmittel kann durch Sprühen, Spülen oder auf andere herkömmliche Weise zugeführt werden. Das Waschmittel absorbiert einen Teil der Wärme von dem Abgasstrom, wodurch dieser gekühlt wird, um die Kondensierung gemäß der Erfindung zu erleichtern. Das Waschmittel kann ferner einen Teil der Partikel und Gase in dem Abgasstrom einschließen. Das restliche Waschmittel, d. h. das die mitgerissenen Partikel und Gase aus dem Abgasstrom enthaltene Waschmittel, wird typischerweise zur nachfolgenden Aufbereitung gesammelt. In einigen Fällen wird es durch die Vorrichtung recycelt. Falls gewünscht, kann das gesamte restliche Waschmittel aufbereitet, d. h. gefiltert oder abgesetzt werden, um Mengen mitgerissener Partikel zu entfernen und dann durch die kommunale Abwasseraufbereitung zu entsorgen.
Vorzugsweise hat das Waschmittel eine Temperatur, die unter der Temperatur des Abgasstroms an der Stelle liegt, an der das flüssige Waschmittel dem Abgasstrom zugeführt wird. Auf diese Weise erleichtert das Waschmittel auf effektivere Weise das Kühlen des Abgasstroms, um ein Kondensieren von Gasen in dem Abgasstrom zu bewirken.
Da der Waschschritt erfolgt, nachdem der Abgasstrom verlangsamt und vorzugsweise bis zu einem gewissen Grad gekühlt worden ist, ist das Ein schließen von Partikeln und Gasen effizienter, als es anderenfalls der Fall wäre, d. h. beim herkömmlichen Waschen, wie es in der Vergangenheit normalerweise durchgeführt worden ist. Durch Behandeln des Abgasstroms bei einer relativ niedrigen Geschwindigkeit und Temperatur und ferner durch Bewirken der Kondensierung eines Teils der Gaskomponente in dem Abgasstrom erfolgt durch das erfindungsgemäße Verfahren ein Einschließen (und somit Entfernen) von Partikeln mit einer Größe im Submikrometerbereich, eine Leistung, die bisher noch nicht erreicht worden ist. Es wird davon ausgegangen, dass beim Waschvorgang Partikel und Gaskomponenten aus dem Abgasstrom mittels vier Mechanismen eingefangen oder eingeschlossen werden, d. h. (1) Agglomeration der Partikel, insbesondere im benetzten Zustand, wodurch diese dazu neigen, sich durch Schwerkraft abzulagern, (2) Absorption von Partikeln in Flüssigkeitstropfen, (3) Kondensation von Gasen auf der Oberfläche der Flüssigkeitstropfen und (4) Auflösung von Gasen in Flüssigkeit. Ganz gleich, welcher Mechanismus angewendet wird, es hat sich gezeigt, dass mit dem hier offenbarten Verfahren und der hier offenbarten Vorrichtung Partikel- und Gasemissionen auf effiziente Weise aus dem Abgasstrom entfernbar sind.
In vielen Ausführungsformen werden der Extraktionsstrom und das restliche Waschmittel zusammen in einem Behälter aufgefangen und vor der anschließenden Aufbereitung und Entsorgung miteinander vereint.
Zur Erhöhung der erreichbaren Kondensationsmenge von Gasen aus dem Abgasstrom, wodurch ein größerer Partikelanteil der Emissionen und ein größerer Anteil der Schadgase aus dem Abgasstrom eingeschlossen werden können, kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Erhöhung des Taupunkts des Abgasstroms bewirkt werden. Dies wird typischerweise durch Einleiten von Wasser in den Abgasstrom erreicht. Wasser kann auf zahlreichen Wegen in den Abgasstrom eingeleitet werden, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf, Einsprühen oder Einnebeln von (vorzugsweise heißem) Wasser in den Abgasstrom, Leiten des Abgasstroms entlang eines Wasserkörpers oder -reservoirs innerhalb einer Kammer oder Einspritzen von Wasserdampf in den Abgasstrom. Ein Teil des so eingetragenen Wassers verdampft und wird in den Abgasstrom absorbiert. Der Vorgang der Wasserverdampfung dient zum Verringern der Temperatur des Abgasstroms. Ferner erreicht durch einen größeren Wassergehalt der Abgasstrom einen höheren Taupunkt.
4 zeigt eine schematische Darstellung einer solchen Ausführungsform. Ein Abgasstrom 20 von einem (nicht gezeigten) Verbrennungsmotor tritt in eine Kammer oder einen Raum 22 ein, in dem eine Flüssigkeitssprüheinrichtung 27 Wasser in den Abgasstrom sprüht, wodurch der Taupunkt des Abgasstroms erhöht wird. Somit tritt eine Kondensierung von Gasen aus dem Abgasstrom schneller ein, wenn der Abgasstrom einen Abführraum 23 erreicht, in dem er gekühlt wird. Die kondensierten Gase werden zwecks Lagerung und wahlweise Weiterbehandlung vor der Entsorgung aus dem Abführraum entfernt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Flüssigkeitssprüheinrichtung 27 ein Rohr oder einen Satz von Rohren in Form von einer oder mehreren Rohrschlangen 28 auf. Die freien Enden 29 der Rohre sind offen und ermöglichen das Einsprühen von Flüssigkeit in dem Raum 22. Das andere Ende der Rohre 27 ist mit einem Fluidreservoir 24 verbunden, wobei ein Rohr 30 die Flüssigkeit in Richtung auf die Rohrschlangen fördert. Dieses Rohr 30 verbindet jede Rohrschlange mit einem Flüssigkeitsreservoir 24, das Flüssigkeit zu den Rohren 27 liefert. Dadurch bleibt jede Rohrschlange (28) immer teilweise mit Flüssigkeit gefüllt. Die Wärme des Abgasstroms erhöht die Temperatur der Flüssigkeit in den Rohren 27, wobei sie vorzugsweise zum Kochen gebracht wird, so dass Wasserdampf in den Abgasstrom eingespritzt wird (auch um die Temperatur des Abgasstroms zu reduzieren).
Wenn Flüssigkeit durch die freien Enden der Rohrschlangen ausgestoßen wird, wird die gleiche Menge an Flüssigkeit durch die Rohre 30 nachgefüllt. Die durch die Druckdifferenz zwischen dem Auslass 29 der Rohre 27 und dem Flüssigkeitsreservoir 24 erzeugte Antriebskraft bewirkt ein Ansaugen von Flüssigkeit aus dem Reservoir 24. Wenn der Abgasstrom nicht strömt, erhitzt sich das Wasser in jedem Rohr 27 nicht und erreicht der Druck ein Gleichgewicht, wodurch das Eintreten und Austreten von Flüssigkeit aus jedem/jeder oder in Richtung auf jedes/jede Rohr und Rohrschlange verhindert wird.
Bei einigen Ausführungsformen werden die in der Kammer 23 aus dem Abgasstrom extrahierten kondensierten Gase aufgefangen und zu dem Reservoir 24 zurückgeführt. Wenn die Flüssigkeit nahe dem oberen Ende einen bestimmten Pegel erreicht, fließt ein Teil der Flüssigkeit durch Schwerkraft in ein Sammelreservoir 25, in dem sie zur späteren Aufbereitung oder Entsorgung aufgefangen wird. Der aufbereitete Abgasstrom 26 wird in die Umgebung ausgestoßen.
5 zeigt eine weitere Art und Wiese des Einspritzens von Wasser zum Erhöhen des Taupunkts des Abgasstroms. Eine Flüssigkeitsdosiervorrichtung 31 bildet eine Einrichtung zum Inkontaktbringen der Flüssigkeit in Form von Tropfen mit dem Abgasstrom in einem Raum, woraufhin die hohe Temperatur des Abgasstroms ein Verdampfen der Flüssigkeit bewirkt. Die Flüssigkeitsdosiervorrichtung 31 weist einen Hohlzylinder 32 auf, der an seinem oberen Ende mit einem Einlass für die Flüssigkeit 33 versehen ist, vorzugsweise einem mechanisch oder elektrisch betätigten Ventil, durch das die Flüssigkeit durch eine unmittelbar unterhalb des Einlasses 33 befindliche Öffnung 34 eintritt. Der Durchmesser der Öffnung 34 ist moduliert und ermöglicht somit das Steuern der Größe der Tropfen 35 entsprechend der Art der einzuspritzenden Flüssigkeit. Durch Steuern der Tropfengröße ist es möglich, das Flüssigkeitsvolumen in dem Hohlzylinder 32 zu steuern. Am unteren Ende des Hohlzylinders 32 befindet sich ein Einschnürungselement 36, mit dem die in den Raum zum Benetzen der Gase eintretende Tropfenmenge eingestellt wird. Zum Beispiel führt dann, wenn es sich bei der Flüssigkeit um Wasser handelt, das Einstellen des Einschnürungselements auf eine Rate von ungefähr 16 Tropfen pro Sekunde zu 1 ml. Es sei darauf hingewiesen, dass die Flüssigkeitsmenge von der Menge des strömenden Gases und der Art der Flüssigkeit abhängig ist. Wahlweise weist der Hohlzylinder 32 ein Fenster 37 auf, das eine Sichtüberwachung der Flüssigkeit und der Eintrittsbewegung der Flüssigkeit 38 in das Innere des Zylinders ermöglicht. Wenn sich eine ausreichende Menge an Flüssigkeit in dem Zylinder befindet, treten die Flüssigkeitstropfen durch das Evakuierungsrohr 39 aus und treten, angetrieben durch Schwerkraft, in den Raum oder die Kammer ein, treffen dort auf den Abgasstrom und verdampfen, wodurch der Taupunkt des Abgasstroms erhöht wird.
Der Taupunkt des Abgasstroms wird im Wesentlichen durch dessen Zusammensetzung bestimmt, d. h. im Prinzip durch die in dem Abgasstrom enthaltene Feuchtigkeitsmenge, die wiederum von dem Feuchtigkeitsgehalt des verbrannten Brennstoffs und von der die Verbrennung unterstützenden Luftmischung abhängig ist. Die Leichtigkeit, mit der der Abgasstrom zwecks Kondensierung der Gaskomponenten des Abgasstroms in Flüssigkeit eingeleitet werden kann, hängt von der Temperatur des Abgasstroms und den Umgebungsbedingungen ab. Beispielsweise ist es unter kühlen winterlichen Bedingungen typischerweise leicht, den Abgasstrom ausreichend zu kühlen, um die gewünschte Kondensation zu bewirken. Unter warmen Bedingungen und insbesondere unter trockenen Bedingungen, wie sie z. B. an vielen Orten im Sommer herrschen, tritt jedoch aufgrund der niedrigen Feuchtigkeit und der hohen Temperatur keine spontane Kondensation ein. Unter solchen Bedingungen ist es vorzuziehen oder sogar erforderlich, den Taupunkt des Abgasstroms wie hier beschrieben zu erhöhen.
Zum besseren Verständnis des Effekts der Gasfeuchtigkeit und der möglichen Gaskondensation ist es sinnvoll, die Konzepte der relativen und absoluten Feuchtigkeit des Gases zu verstehen. Die Höchstmenge an Wasserdampf, die ein Gas enthalten kann, d. h. sein Sättigungspunkt, hängt teilweise von seiner Temperatur ab (je höher die Temperatur, desto höher der Sättigungspunkt). Die absolute Feuchtigkeit ist die in einem Gas-(Luft-)Volumen enthaltene Wasserdampfinenge in Gramm Dampf pro Kubikmeter Gas (Luft). Im Gegensatz dazu ist die relative Feuchtigkeit die in Verbrennungsgasen(-luft) enthaltene Wasserdampfinenge relativ zu der maximal möglichen Menge, die bei der Temperatur enthalten sein kann. Die relative Feuchtigkeit wird in Prozent ausgedrückt. Beispielsweise bedeutet 80% relative Feuchtigkeit, dass die Verbrennungsgase 80 Teile Wasserdampf relativ zu den 100 Teilen, die beim Sättigungspunkt enthalten sein können, enthalten. Bei der gleichen Wasserdampfinenge, die in den Verbrennungsgasen enthalten ist, variiert die relative Feuchtigkeit umgekehrt zur Temperatur; je höher die Temperatur, desto niedriger die relative Feuchtigkeit und umgekehrt. Zum Beispiel enthält ein Kubikmeter Verbrennungsgase 4,85 Gramm Wasserdampf. Wenn die Temperatur der Gase 0°C beträgt, sind sie mit 100% relativer Feuchtigkeit gesättigt. Wenn jedoch die Temperatur 10°C beträgt, beträgt die relative Feuchtigkeit nur 52%. Bei einer Temperatur von 30°C beträgt die relative Feuchtigkeit nur 16%. In allen diesen Fällen beträgt die absolute Feuchtigkeit 4,85 Gramm Wasser pro Kubikmeter Gas.
Der von der Verbrennungsquelle emittierte Abgasstrom weist eine Partikelfraktion und eine Gasfraktion auf. Erfindungsgemäß kondensiert bei der Kühlung ein Teil der Gasfraktion, wodurch mindestens ein Teil der Partikelfraktion von dem Kondensat mitgerissen wird. Ferner wird ein Teil der Schadgase in dem Abgasstrom von dem Flüssigkeitskondensat mitgerissen. Das daraus resultierende Flüssigkeitskondensat oder der Abgasstrom mit der mitgerissenen Partikelfraktion und den mitgerissenen Gasen können aufgefangen werden, wodurch eine Emission dieser Komponenten in die Umgebung verhindert wird.
Kurz zusammengefasst weist die erfindungsgemäße Vorrichtung auf:

a) eine Vorrichtung zum Reduzieren der Geschwindigkeit des Abgasstroms von einer Verbrennungsvorrichtung;
b) eine Vorrichtung zum Reduzieren der Temperatur des Abgasstroms derart, dass ein Teil der in dem Abgasstrom befindlichen Gase in flüssige Form kondensiert wird und dadurch die Flüssigkeit Partikel und Schadgase aus dem Abgasstrom einschließt, wobei ein Flüssigkeitsextraktions-Strom und ein gasförmiger Restabgasstrom erzeugt werden; und
c) eine Vorrichtung zum Aufnehmen des Extraktionsstroms. Wie nachstehend beschrieben, weist bei bevorzugten Ausführungsformen die Vorrichtung ferner eine Einrichtung zum Waschen des Abgasstroms mit einem flüssigen Waschmittel und eine Einrichtung zum Erhöhen des Taupunkts des Abgasstroms auf.

Typischerweise weist die Vorrichtung zum Reduzieren der Geschwindigkeit des Abgasstroms einen Kanal oder mehrere Kanäle mit sich vergrößerndem Querschnittsbereich auf. Der Abgasstrom kann einen Kanal oder mehrere Kanäle mit sich allmählich vergrößerndem Querschnittsbereich durchströmen, oder der Querschnittsbereich kann sich in einer oder mehreren diskontinuierlichen Veränderungen vergrößern. Beispielsweise kann, wie in 1 gezeigt, der Abgaskanal durch ein Sammelrohr in einen Satz kleinerer Rohre verlaufen.
Bei einer Ausführungsform weist die Vorrichtung zwei Abschnitte auf; der erste weist eine Reihe parallel zueinander angeordneter Abführrohr auf, wobei ein Ende mit dem Ausgang der Abgasleitung von der Motorquelle verbunden ist und das andere Ende mit einem Zwischenrohr verbunden ist, welches wiederum mit dem zweiten Abschnitt der Vorrichtung verbunden ist; der zweite Abschnitt ist als hohler Block ausgebildet, durch den eine Reihe von Rohren verläuft und der einen Ausgang für die nicht kondensierten Restgase aufweist. Erfindungsgemäß ist die Summe der Querschnittsbereiche der Abführrohre größer als der Querschnittsbereich der von dem Motor kommenden Abgasleitung. Folglich hat der Abgasstrom in den Abführrohren eine niedrigere Geschwindigkeit als in der Abgasleitung.
Zur Erleichterung der Kühlung des Abgasstroms sollten die Kanäle und Kammern der Vorrichtung aus Materialien hergestellt sein, die für Wärmeenergie hochleitend sind. Eine typische Wahl ist Metall, das leicht zu formen und wunschgemäß zu konfigurieren ist, haltbar ist, bei den erforderlichen Temperaturen formstabil ist etc. Es sei angemerkt, dass Teile der Vorrichtung auch aus anderen Materialien hergestellt sein können, z. B. geeigneten Polymermaterialien.
Beispiel 1
Das folgende Beispiel basiert auf der Analyse des durch Verbrennung in einem Dieselmotor erzeugten Wassergehalts. Die von den unterschiedlichen Quellen erzeugten Abgase oder Verbrennungsgase sind von mehreren Faktoren abhängig, d. h. Art des Kraftstoffs, Luft-Kraftstoffgemisch, mechanischen Bedingungen, Einspritzeinrichtungen etc.
Es ist bereits bekannt, dass mehrere bei der Verbrennung auftretende Komponenten Nasspartikel erzeugen, wegen ihrer Flüchtigkeit wird bei diesem Ausführungsbeispiel jedoch nur auf Wasser als Verbrennungsprodukt Bezug genommen.
Bei der Gesamtanalyse eines typischen Kraftstoffs hat sich herausgestellt, dass bei jeweils 100 Gramm Kraftstoff die Zusammensetzung wie folgt aussieht:

Element Gewichtsprozent Anzahl von Molen

Kohlenstoff 86,4 7,2000

Wasserstoff 13,6 13,6000

Sauerstoff 0,001 0,0003

Stickstoff 0,003 0,0001

Schwefel 0,09 0,0028

Asche 0,01 -
Mittels einer Reihe von Berechnungen kann die bei der Verbrennung erzeugte Wassermenge ermittelt werden.
In diesem Fall wurde eine vollständige Verbrennung betrachtet (E=0). Nach Ermittlung der Wassermenge ermöglicht die Mollier-Tabelle die Bestimmung des Taupunkts.

Verbindung Anzahl von Molen

CO₂ 7,2000

H₂O 6,8000

SO₂ 0,0028

Überschussluftfraktion (E) 0

Feuchtigkeit (Wasser-Mole/Trockenluft-Mole) X 0,01116

(E=0=vollständige Verbrennung)

Anzahl von Molen	Mol/100 g Kraftstoff
Stöchiometrisch	10,6
Anzahl von Molen, trocken	50,5
Gesamtanzahl von Wasser-Molen	7,4
Gesamtanzahl von Molen, ausgetragen	53,9
Gramm Wasser bei jeweils 100 g Kraftstoff	2,5 g

Unter Berücksichtigung, dass Luft Sauerstoff und Stickstoff enthält:

Gramm Sauerstoff 0,010

Gramm Stickstoff 0,003

Gesamt 0,013

Gramm Wasser/1 kg Luft bei der Verbrennung 18,9
Bei einer Konzentration von 18,9 g Wasserdampf/1 kg Luft beträgt die Taupunkttemperatur ungefähr 23,8°C.
Der Einfachheit halber wurde die Dichte der Verbrennungsgase gleich der von Luft bei ~35°C angenommen.
Unter dieser Bedingung muss für eine spontane Kondensation die Gastemperatur niedriger sein als die Taupunkttemperatur, nämlich 23,8°C. Daher reicht es aus, die Gase auf eine niedrigere Temperatur als 23,8°C zu kühlen, um ein Kondensieren der Gase zu bewirken. Diese Bedingung tritt in einigen Klimazonen hauptsächlich im Winter auf, tritt in einigen Klimazonen jedoch nicht im Sommer auf und tritt an einigen Orten mit Durchschnittstemperaturen von über 30°C zu anderen Jahreszeiten gar nicht auf. Entsprechend ist es bei der vorliegenden Erfindung unter solchen Bedingungen erforderlich, die Gastemperaturen mittels eines einfachen Kühlsystems auf niedrigere Werte als die angegebenen zu kühlen.
Eine Alternative zum Bewirken einer Kondensation der Verbrennungsgase im Sommer ist die Erhöhung der Feuchtigkeit der Gase durch Einspritzen von Wasserdampf.
Es sei angenommen, dass die Erfindung an einer mobilen Quellen, nämlich einem Bus angebracht ist. In diesem Fall ist die Menge an emittierten Gasen variabel, und zwar in Abhängigkeit davon, ob der Bus hält oder fährt. Zum Vereinfachen des Modells sei angenommen, dass diese Quelle im Durchschnitt 50 Liter Verbrennungsgase pro Sekunde emittiert, das heißt, in 20 Sekunden emittiert sie 1 m³ Verbrennungsgase. Gemäß dieser beispielhaften Analyse beträgt die bei der Verbrennung durch den Dieselmotor erzeugte Wassermenge 18,9 g/m³, und dazu kommt noch das durch die erfindungsge mäße Vorrichtung zugegebene Wasser. Unter Berücksichtigung, dass die Vorrichtung 4 Rohrschlangen aufweist, erzeugt jede einen Flüssigkeitsstrom von 0,5 g/Sekunde, welcher verdampft. Dies führt zu 2 g Wasserdampf/Sekunde, mit anderen Worten: es dauert 20 Sekunden (4 Rohrschlangen × 0,5 g/Sekunde), um 1 m³ zu erzeugen. Folglich liefert die Vorrichtung 40 g Wasserdampf, der zu den bei der Verbrennung erzeugten 18,9 g hinzugefügt wird. Die Mollier-Tabelle zeigt, dass unter diesen Bedingungen die Temperatur des Taupunkts auf 43°C steigt. Dann erfolgt eine Kondensation, wenn die Verbrennungsgase auf dies Temperatur gekühlt werden. Das Kühlen der Gase bei dieser Temperatur verursacht keine Schwierigkeiten, daher ist das Bewirken einer Kondensation im Sommer bei einer mobilen Quelle möglich.
Beispiel 2
Bei Tests an einem dieselbetriebenen Bus an einem Wintertag mit Umgebungstemperaturen von ungefähr 4°C bis 12°C wurden bis zu 80 Liter kondensierter Flüssigkeit aufgefangen.

Claims

Verfahren zum Reduzieren der Schadstoffemissionen einschließlich von Schadgasen und Partikeln in einem Abgasstrom (1, 20) aus einer Verbrennungsvorrichtung, mit folgenden Schritten: a) Aufnehmen des von der Verbrennungsvorrichtung ausgegebenen warmen Abgasstroms (1, 20) durch einen Abgaskanal (2, 12); b) Erhöhen des Taupunkts des warmen Abgasstroms (1, 20); c) Reduzieren der Geschwindigkeit des einen erhöhten Taupunkt aufweisenden warmen Abgasstroms (1, 20); d) Reduzieren des Volumens und des Drucks des einen erhöhten Taupunkt aufweisenden warmen Abgasstroms (1, 20) durch Kühlen des Stroms (1, 20) und dadurch bewirkte Teilkondensation der Gase durch Verwendung der Partikel als Kondensationskerne derart, dass ein Teil der in dem Abgasstrom (1, 20) befindlichen Gase in flüssige Form kondensiert wird und dadurch die Flüssigkeit Partikel und Schadgase aus dem Abgasstrom (1, 20) einschließt, wobei ein Flüssigkeitsextraktionsstrom und ein gasförmiger, nicht kondensierter Reststrom erzeugt werden; und e) Aufnehmen des kondensierten Extraktionsstroms.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem beim Reduzieren der Geschwindigkeit des Abgasstroms (1, 20) der Abgasstrom (1, 20) in mehrere Teilströme aufgeteilt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem beim Reduzieren der Geschwindigkeit des Abgasstroms (1, 20) der Abgasstrom (1, 20) in einen oder mehrere Kanäle (3, 10) gelenkt wird, die einen größeren Gesamt querschnittsbereich haben als der Querschnittsbereich des Abgaskanals (2, 12).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem beim Reduzieren der Temperatur des Abgasstroms (1, 20) Wärme aus dem Abgasstrom (1, 20) auf ein Kühlmedium übertragen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem der kondensierte Extraktionsstrom derart behandelt wird, dass er in einem städtischen Abwassernetz entsorgt werden kann.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem der Taupunkt des Abgasstroms (1, 20) erhöht wird, indem dem Abgasstrom (1, 20) Wasser hinzugefügt wird, bevor die Temperatur des Abgasstroms (1, 20) wesentlich reduziert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem der Taupunkt des Abgasstroms (1, 20) erhöht wird, indem Wasser in den Abgasstrom (1, 20) eingeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, bei dem das Einführen von Wasser in den Abgasstrom (1, 20) das Sprühen von Wasser in den Abgasstrom (1, 20) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, bei dem das Einführen von Wasser in den Abgasstrom (20) das Anordnen einer Quelle (27) von in flüssiger Form vorliegendem Wasser in einer Kammer (22) umfasst, durch die der Abgasstrom (20) hindurchläuft, derart, dass Wasser aus der Quelle (27) in den Abgasstrom (20) verdunstet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, bei dem das Einführen von Wasser in den Abgasstrom (1, 20) das Injizieren von Wasserdampf in den Abgasstrom (1, 20) umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, bei dem der einen erhöhten Taupunkt aufweisende Abgasstrom (1, 20) derart gekühlt wird, dass eine Kondensation mindestens einiger der in ihm enthaltenen Gase bewirkt wird, wodurch Partikel und Gase aus dem Abgasstrom in einem Extraktionsstrom mitgeführt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem die Verbrennungsvorrichtung ein Verbrennungsmotor für ein Fahrzeug und/oder eine fest installierte Verbrennungsvorrichtung wie z. B. ein Brenner ist.
Vorrichtung zum Reduzieren der Schadstoffemissionen in einem Abgasstrom (1, 20) aus einer Verbrennungsquelle, mit: a) einer Vorrichtung (12) zum Aufnehmen des von der Verbrennungsquelle ausgegebenen warmen Abgasstroms (1, 20) aus einem Abgaskanal; b) einer Vorrichtung (27) zum Erhöhen des Taupunkts des warmen Abgasstroms (1, 20); c) einer Vorrichtung (3, 10) zum Reduzieren der Geschwindigkeit und des Drucks des einen erhöhten Taupunkt aufweisenden warmen Abgasstroms (1, 20); d) einer Vorrichtung (3, 10) zum Reduzieren der Temperatur des einen erhöhten Taupunkt aufweisenden Abgasstroms (1, 20) derart, dass ein Teil der in dem Abgasstrom (1, 20) befindlichen Gase in flüssige Form kondensiert wird und dadurch die Flüssigkeit Partikel und Schadgase aus dem Abgasstrom (1, 20) einschließt, wobei ein Flüssigkeitsextraktionsstrom und ein gasförmiger Restabgasstrom erzeugt werden; und e) einer Vorrichtung (17) zum Aufnehmen des Extraktionsstroms.
Vorrichtung nach Anspruch 13, bei der die Vorrichtung (3, 10) zum Reduzieren der Geschwindigkeit des Abgasstroms einen oder mehrere Kanäle (3, 10) aufweist, die einen größeren Gesamtquerschnittsbereich haben als der Querschnittsbereich des Abgaskanals (2, 12).
Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, ferner mit: a) einer Vorrichtung (27) zum Injizieren von Wasser in den warmen Abgasstrom (1, 20) zum Erhöhen der Feuchtigkeit und dadurch der Taupunkttemperatur des Stroms; und b) einer Kondensationskammer (23) für den einen erhöhten Taupunkt aufweisenden gekühlten Abgasstrom, mit einer Senke (7, 25) zum Auffangen der aus den kondensierten Gasen erhaltenen Flüssigkeit.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, mit einer Vorrichtung (27) zum Erhöhen des Taupunkts des Abgasstroms (1, 20) durch Hinzufügen von Wasser zu dem Abgasstrom (1, 20), bevor die Temperatur des Abgasstroms (1, 20) wesentlich reduziert wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, mit einer Vorrichtung (27) zum Einführen von Wasser in flüssiger oder Dampfform aus der wässrigen Befeuchtungs-/Neutralisierungslösung in den Abgasstrom (1, 20).
Vorrichtung nach Anspruch 16, bei der die Vorrichtung (27) zum Erhöhen des Taupunkts eine Flüssigkeitsquelle (24) aufweist, die teilweise derart von dem warmen Abgasstrom (1, 20) durchströmt wird, dass die Wärme des warmen Abgasstroms (1, 20) die Temperatur der Flüssigkeit erhöht, um diese zu verdunsten zu lassen.
Vorrichtung nach Anspruch 18, bei der das Flüssigkeitsreservoir (24) nahe seinem oberen Ende einen Auslass aufweist, durch den hindurch die Flüssigkeit unter Schwerkrafteinfluss in eine weitere Sammelvorrichtung (25) austreten kann, die neben der Flüssigkeitsquelle (24) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 19, wobei die Vorrichtung ferner eine Flüssigkeitsdosierungsvorrichtung (31) mit einem Hohlzylinder (32) aufweist, an dessen oberen Ende ein Flüssigkeitseinlass (33) angeordnet ist; wobei unmittelbar unterhalb des Einlasses eine runde Öffnung (34) vorgesehen ist, die den Eintritt von Flüssigkeit in diesen Hohlzylinder (32) erlaubt; und wobei an dem unteren Ende des Hohlzylinders (32) ein Einschnürungselement (36) angeordnet ist, mit dem die Anzahl von Tröpfchen (35), die in den Raum (22) zum Befeuchten der Gase eintreten, eingestellt werden kann.
Vorrichtung nach Anspruch 20, bei der der Hohlzylinder (32) ein Fenster (37) zur Sichtkontrolle des Flüssigkeitspegels und der Tröpfchenbewegung aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 20 oder 21, bei der unterhalb des Einschnürungselements (36) ein Auslassrohr (39) vorgesehen ist, um die Tröpfchen (35) in den Raum (22), in dem die Gase befeuchtet werden, zu befördern, und um die Tröpfchen (35) aufgrund ihrer hohen Temperatur verdunsten zu lassen und dadurch die Temperatur des Taupunkts der in dem Raum (22) befindlichen Gase zu reduzieren.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 22, bei der in dem Flüssigkeitseinlass (33) ein elektrisches oder mechanisches Ventil angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 23, bei der die Vorrichtung (3, 10, 23) zum Reduzieren der Temperatur des Abgasstroms zum gleichzeitigen Reduzieren des Drucks und des Volumens des Abgasstroms (1, 20) ausgelegt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 24, bei der die Verbrennungsquelle ein Verbrennungsmotor für ein Fahrzeug und/oder eine fest installierte Verbrennungsvorrichtung wie z. B. ein Brenner ist.