DE202006013616U1

DE202006013616U1 - Reinigungsvorrichtung für die Rauchgase von Feuerungsanlagen

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Publication number: DE202006013616U1
Application number: DE202006013616U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-09-05
Filing date: 2006-09-05
Publication date: 2006-11-02
Anticipated expiration: 2016-09-06

Abstract

Reinigungsvorrichtung für die Rauchgase von Feuerungsanlagen mit mindestens einem im Rauchgasrohr angeordneten Abscheideelement zum Entfernen von festen Partikeln aus den Rauchgasen, wobei das Abscheideelement in einem im Verlauf des Rauchgasrohres eingesetzten Abscheidegehäuse angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Abscheidegehäuse (2) mindestens zwei in Strömungsrichtung der Rauchgase mit einem axialen Abstand (11) voneinander getrennte Abscheideelemente (9) zur Bildung von Abscheidestufen (12 bis 14) vorgesehen sind.

Description

Die Neuerung bezieht sich auf eine Reinigungsvorrichtung für die Rauchgase von Feuerungsanlagen mit mindestens einem im Rauchgasrohr angeordneten Abscheideelement zum Entfernen von festen Partikeln aus den Rauchgasen, wobei das Abscheideelement in einem im Verlauf des Rauchgasrohres eingesetzten Abscheidegehäuse angeordnet ist.
Eine derartige Reinigungsvorrichtung für die Rauchgase von Feuerungsanlagen ist aus der EP 1 193 445 A3 bekannt. Hierbei sollen die Rußpartikel durch Anwendung einer Gleichspannung an einer Sammelelektrode aus dem Rauchgas abgeschieden werden.
Eine derartige Vorrichtung ist nicht nur aufwendig und störanfällig, sondern deren Abscheidegrad hängt stark vom Beladungsgrad der Sammelelektrode ab.
Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Reinigungsvorrichtung derart zu verbessern, dass eine sichere Abscheidung von festen Partikeln, insbesondere Rußpartikel dauerhaft, kostengünstig und mit einfachen technischen Mitteln erzielt werden kann.
Die Aufgabe ist neuerungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Schutzanspruches 1 angegebenen Merkmal gelöst.
Von Vorteil ist der einfache Aufbau der Vorrichtung. Ferner ist von Vorteil, dass durch die gestufte Abscheidetechnik die Partikel in räumlich unterschiedlichen Ebenen abgeschiedenen werden, wodurch eine größere Partikelmenge ohne spürbaren Druckverlust abgeschieden werden kann.
Des Weiteren ist vorteilhaft, dass die Abscheidung über die Abscheidestrecke nur mit einem geringen Druckverlust verbunden ist.
Durch die Verwendung von einfachen metallischen oder keramischen Werkstoffen für die Abscheideelemente wird schließlich eine lange Lebensdauer der Reinigungsvorrichtung erreicht.
Weitere Vorteile und Verbesserungen ergeben sich aus den Ausgestaltungen der Reinigungsvorrichtung gemäß den Unteransprüchen 2 bis 16.
In der Zeichnung sind vier Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt und in der nachfolgenden Zeichnungsbeschreibung näher erläutert.
Dabei zeigen:
1 eine erfindungsgemäße Reinigungsvorrichtung in einem schematischen Längsschnitt mit in mehreren Stufen angeordneten scheibenförmigen Abscheideelementen und mit einer Heizvorrichtung;
2 im Längsschnitt eine Reinigungsvorrichtung mit Abscheideelementen gemäß 1 jedoch mit Umlenkblechen auf der Eintrittsseite der Reinigungsvorrichtung sowie einer Heizvorrichtung;
3 im Längsschnitt eine Reinigungsvorrichtung mit Abscheideelementen und mit in zwei Abscheidestufen angeordneten Umlenkblechen sowie einer Heizvorrichtung;
4 im Längsschnitt eine Reinigungsvorrichtung mit einem verstellbaren porösen Abscheideelement als letzte Abscheidestufe und einer Heizvorrichtung;
In den Fig. ist mit 1 eine Reinigungsvorrichtung für die Rauchgase einer nicht dargestellten Feuerungsanlage bezeichnet. Mittels der Reinigungsvorrichtung 1 sollen im Rauchgas enthaltene Partikel abgeschieden werden. Zu diesem Zweck umfasst die Reinigungsvorrichtung 1 ein Abscheidegehäuse 2, welches im Verlauf eines Rauchgasrohres 3 eingebaut ist und aus einem zylindrischen Teilgehäuse 4, das im Durchmesser gegenüber dem Rauchgasrohr 3 erweitert ist und zwei konischen Übergangsgehäusen 5 und 7 zur Anpassung an den Querschnitt des Rauchgasrohres 3 besteht. Gemäß den Ausführungsbeispielen erfolgt die Durchströmung des Abscheidegehäuses 2 entsprechend der Pfeilrichtung, so dass die Rauchgase durch das Übergangsgehäuses 5 mit der Eintrittsöffnung 6 in das Abscheidegehäuse 2 einströmen und dieses durch das Übergangsgehäuse 7 mit der Austrittsöffnung 8 verlassen.
Zur Abscheidung der Rußpartikel sowie anderer fester Partikel aus dem Rauchgas sind im Abscheidegehäuse 2 mehrere scheibenförmige Abscheideelemente 9 gelagert. Diese scheibenförmigen Abscheideelemente 9 bestehen aus einem Metall- oder Keramikschaum und sind im Abscheidegehäuse 2 quer zur Strömung der Rauchgase angeordnete. Ferner besitzen die Abscheideelemente 9 mindestens eine Durchgangsbohrung 10, wobei jedoch gemäß den Ausführungsbeispielen mehrere über deren Querschnittsfläche verteilt liegende Durchgangsbohrungen 10 vorgesehen sind. Hierdurch wird der Druckverlust beim Durchströmen der Abscheideelemente 9 gering gehalten. Die Abscheidewirkung ist besonders hoch, wenn der Rauchgasstrom die einzelnen Abscheideelemente 9 gemäß dem in 1 symbolisch dargestellten Pfeil mäanderförmig druchströmen kann. Um eine derartige Wirkung zu erreichen sind die Abscheideelemente 9 mit jeweils einem axialen Abstand 11 voneinander getrennt im Abscheidegehäuse 2 angeordnet. Die Breite des Abstandes 11 ist variabel und wird in Abhängigkeit von der Feuerungsanlage festgelegt.
Gemäß der Neuerung ist ferner vorgesehen, dass die Abscheidung der Rußpartikel innerhalb des Abscheidegehäuses 2 in mehreren Stufen erfolgen soll, wobei entsprechend den Ausführungsbeispielen drei Abscheidestufen 12, 13 und 14 beispielhaft festgelegt wurden. Eine andere Auswahl von Abscheidestufen ist denkbar. Dabei bildet die Abscheidestufe 12 die erste Stufe, welche unmittelbar nach der Eintrittsöffnung 6 folgt und die Abscheidestufe 14 die dritte und letzte Stufe, nach der die Austrittsöffnung 8 folgt.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel der 1 wird die erste Abscheidestufe 12 von einem perforierten Leitungsende 15 des Rauchgasrohres 3, einer Prallscheibe 16 sowie einer Ringscheibe 17 gebildet. Dabei ist die Prallscheibe 16 mit Abstand stromab des Leitungsendes 15 anordnet und besitzt zum Abscheidegehäuse 2 einen radialen Durchlass 18 an den sich ebenfalls mit Abstand die am Abscheidegehäuse 2 dichtend befestigte Ringscheibe 17 anschließt und welche mit ihrer mittig gelegenen Öffnung 19 die Prallscheibe nach innen überlappt. Durch die Anordnung von Prallscheibe 16 und Ringscheibe 17 ergibt sich eine mehrfache Strömungsumlenkung für die Rauchgase, der zufolge eine erste Abscheidung von Rußpartikeln aus dem Rauchgasstrom erfolgt.
Nach Umströmen der Ringscheibe 17 gelangen die Rauchgase in die zweite Abscheidestufe 13, die aus einer Staffel mit drei Abscheidelementen 9 besteht. Die Durchgangsbohrungen 10 der einzelnen Abscheideelemente 9 sind dabei in Strömungsrichtung versetzt angeordnet, so dass auch hier in der zweiten Stufe 13 ein mäanderförmiger Verlauf der Rauchgasströmung gegeben ist. Hierdurch werden weitere Rußpartikel aus dem Rauchgas abgeschieden.
Aus der zweiten Abscheidestufe 13 gelangen die Rauchgase in die dritte Abscheidestufe 14, die vier scheibenförmige Abscheideelemente 9 umfasst deren Durchgangsbohrungen 10 in den einzelnen Abscheideelemente 9 ebenfalls versetzt sind, so dass auch hier die Rauchgase einen zickzackförmigen Strömungsweg durch die dritte Stufe nehmen müssen, innerhalb der dann die restlichen Rußpartikel abgeschieden werden. Vorgesehen ist, dass die Durchgangsbohrungen 10 in den einzelnen Abscheideelementen 9 der einzelnen Abscheidestufen 12 bis 14 unterschiedlich sind. So sind die Durchgangsbohrungen 10 in den Abscheideelementen 9 der ersten Stufe 12 am größten, in der zweiten Stufe 13 kleiner und in den Abscheideelementen 9 der dritten Stufe am kleinsten. Dies hat den Vorteil von unterschiedlichen Abscheidegraden in den einzelnen Stufen 12 bis 14, wodurch eine möglichst gleichmäßige Abscheidung von Rußpartikeln an den einzelnen Abscheideelementen 9 der Abscheidestufen 12 bis 14 erzielt wird.
Die dritte Abscheidestufe 14 ist zusätzlich mit einer Heizanlage 20 ausgestattet, wobei Heizdrähte 21 oder gelochte Heizplatten in den Abscheideelementen 9 eingebettet sind und von einem Steuergerät 22 aus bedarfsabhängig mit Strom versorgt werden. Hierdurch können die an den Abscheideelementen 9 der dritten Stufe 14 angesammelten Rußpartikel abgebrannt werden, wodurch eine Regeneration der dritten Stufe 14 erreicht wird. Mittels Peltierelemente 23 oder Photovoltaik oder auch wahlweise über einen normalen Stromanschluss kann die elektrische Versorgung bereitgestellt werden. Hierbei wird die Spannung und Leistung der Heizanlage 20 durch das Steuergerät 22 eingestellt.
Die Ausführung der 2 unterscheidet sich von 1 durch die Verwendung von Umlenkblechen 24 anstelle einer Prallscheibe 16 in der ersten Abscheidestufe 12. Ein weiterer Unterschied besteht in einer andersartigen Lochung der Abscheideelemente 9 in der zweiten Stufe 13. Der weitere Aufbau der Reinigungsvorrichtung 1 aus 2 stimmt mit der aus 1 überein.
Die Ausführung der Reinigungsvorrichtung in 3 besteht aus einem ersten Satz Umlenkblechen 25 in der ersten Abscheidestufe 12, einem weiteren Satz Umlenkblechen 26 in der zweiten Abscheidestufe 13 und einer Staffel mit neun Abscheideelementen 9 in der dritten Abscheidestufe 14. Zur Bildung eines mäanderförmigen Strömungsverlaufes sind dabei die einzelnen Abscheideelemente 9 mit axialem Abstand 11 voneinander getrennt angeordnet. Selbstverständlich kommt die Reinigungsvorrichtung 1 auch nur mit einem Abscheideelement 9 aus.
Auch bei der Reinigungsvorrichtung der 3 ist in der dritten Abscheidestufe 14 eine Heizanlage 20 (wie in den 1 und 2) vorgesehen. Dabei umfasst die Heizanlage 20 in Strömungsrichtung der Rauchgasse gesehen nur die letzten 3 Abscheideelemente 9.
Um bei dieser Ausführung einen besonders hohen Abscheidegrad zu erreichen, bestehen die letzten drei Abscheideelemente 9 aus einem porösen Metall- oder Keramikschaum, wobei die Durchgangsbohrung durch die kapillaren Durchgangskanäle gebildet werden.
Auch bei der Ausführung der 3 wird die Abscheidung der Rußpartikel durch einen insgesamt mäanderförmigen Strömungsverlauf der Rauchgase um die Umlenkbleche 25, 26 sowie durch die Abscheideelemente 9 erreicht.
Die Reinigungsvorrichtung in 4 besitzt in der ersten Abscheidestufe 12 Umlenkbleche 26 entsprechend der Ausführung in 3. Abströmseitig dieser Umlenkbleche 26 folgt in der zweiten Abscheidestufe 13 eine Lage mit mehreren Abscheideelementen 9, deren Durchgangsbohrungen 10 in den einzelnen Abescheideelementen 9 versetzt zu einander angeordnet sind.
In der dritten Abscheidestufe 14 kommen zwei scheibenförmige Abscheideelemente 27 mit einer porösen Materialstruktur zur Anwendung, deren Durchgangsbohrungen somit von den kapillaren Öffnung des Werkstoffes gebildet werden. Außerdem sind diese Abscheideelemente 27 um eine quer zur Längsachse des Rauchgasrohres 3 verlaufende Schwenkachse mittels einer elektrischen Positioniereinrichtung 29 schwenkbar im Rauchgasrohr 3 gelagert. Die Positionierung der Abscheideelemente 27 erfolgt dabei in Abhängigkeit von der Druckdifferenz der Rauchgase vor und nach dem Abscheidegehäuse 2. In der normalen Betriebsstellung befinden sich die Abscheideelemente 27 in einer quer zur Rauchgasströmung befindlichen „geschlossenen Stellung", in der ein freies Durchströmen des Abscheidegehäuses 2 verhindert ist. Mittels der Positioniereinrichtung 29 können die Abscheideelemente 9 um die Schwenkachse um 90° in eine „geöffnete Stellung" verschwenkt werden, in der die Rauchgase durch das Abscheidegehäusse frei durchströmen können. Diese „geöffnete Stellung" entspricht einer Bypassfunktion, wie sie zum Anheizen oder bei schlechtem Zug eingestellt wird.
Schließlich sind die Abscheideelemente 27 noch mit einer Heizanlage 20 entsprechend den anderen Ausführungsbeispielen versehen.
Anstelle der Umlenkbleche 26 ist es auch denkbar eine Prallscheibe 16 mit Ringscheibe 17 entsprechend dem Ausführungsbeispiel der 1 vorzusehen.
Um eine einfache Beseitigung der angesammelten Rußpartikel zu erzielen ist das Abscheidegehäuse 2 mit Reinigungs- bzw. Wartungsöffnungen 28 ausgestattet.
Im Rahmen der Neuerung können die Abscheideelemente 9 einzeln oder insgesamt oder in den einzelnen Abscheidestufen 12 bis 14 auch mit einer katalytische Beschichtung zur zusätzlichen Reduzierung von CO, NO, und HC versehen sein.
In einem weiteren Rahmen der Neuerung kann die Reinigungsvorrichtung 1 auch mit einem Bypasskanal zur Umgehung der einzelnen Stufen 12 bis 14 ausgestattet sein, der optional zum Notbetrieb der Feuerungsanlage benutzt wird.
In Abhängigkeit von der verwendeten Feuerungsanlage ist es schließlich im Rahmen der Neuerung auch denkbar die Reinigungsvorrichtung 1 ohne Heizanlage 20 und nur mit beschichteten Abscheideelementen 9 zu betreiben.

Claims

Reinigungsvorrichtung für die Rauchgase von Feuerungsanlagen mit mindestens einem im Rauchgasrohr angeordneten Abscheideelement zum Entfernen von festen Partikeln aus den Rauchgasen, wobei das Abscheideelement in einem im Verlauf des Rauchgasrohres eingesetzten Abscheidegehäuse angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Abscheidegehäuse (2) mindestens zwei in Strömungsrichtung der Rauchgase mit einem axialen Abstand (11) voneinander getrennte Abscheideelemente (9) zur Bildung von Abscheidestufen (12 bis 14) vorgesehen sind.
Reinigungsvorrichtung für die Rauchgase von Feuerungsanlagen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Abscheidestufe (12 bis 14) mindestens ein Abscheideelement (9) umfasst.
Reinigungsvorrichtung für die Rauchgase von Feuerungsanlagen nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abscheideelemente (9) unterschiedliche Abscheidegrade aufweisen.
Reinigungsvorrichtung für die Rauchgase von Feuerungsanlagen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abscheideelemente (9) scheibenförmig ausgebildet sind und aus einem Keramik- oder Metallschaum bestehen.
Reinigungsvorrichtung für die Rauchgase von Feuerungsanlagen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das die scheibenförmigen Abscheideelemente (9) quer zur Strömungsrichtung der Rauchgase im Abscheidegehäuse (2) angeordnet sind und mit über die Stirnfläche verteilt angeordneten Durchgangsbohrungen (10) zur Durchströmung der Rauchgase versehen sind.
Reinigungsvorrichtung für die Rauchgase von Feuerungsanlagen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die scheibenförmigen Abscheideelemente (9) mit Abstand (11) voneinander angeordnet sind.
Reinigungsvorrichtung für die Rauchgase von Feuerungsanlagen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Durchgangsbohrungen (10) der in Längsrichtung des Abscheidegehäuses (2) nacheinander angeordneten Abscheideelemente (9) zur Bildung einer mäanderförmigen Rauchgasströmung jeweils versetzt zueinander angeordnet sind.
Reinigungsvorrichtung für die Rauchgase von Feuerungsanlagen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Abscheidestufe (12) aus die Austrittsöffnung des Rauchgasrohres (3) kegelförmig überdeckenden Umlenkblechen (24) besteht.
Reinigungsvorrichtung für die Rauchgase von Feuerungsanlagen nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Abscheidestufe (12) aus einer die Austrittsöffnung des Rauchgasrohres (3) überdeckenden Prallscheibe (16) und einer Ringscheibe (17) besteht, wobei die Prallscheibe (16) radial kleiner ist als das Abscheidegehäuse (2) und die Ringscheibe (17) am Abscheidegehäuse (2) mit Überlappung und einem axialen Durchlass zur Prallscheibe am Abscheidegehäuse (2) befestigt ist.
Reinigungsvorrichtung für die Rauchgase von Feuerungsanlagen nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die scheibenförmigen Abscheidelemente (9) der zweiten und/oder dritten Abscheidestufe (13, 14) aus einem porösen Keramik- oder Metallschaum bestehen, wobei die kapillaren Öffnungen innerhalb des Keramik- oder Metallschaumes die Durchgangsbohrungen (10) bilden.
Reinigungsvorrichtung für die Rauchgase von Feuerungsanlagen nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das die Abscheideelemente (27) als Scheibensegmente ausgeführt sind, die zwischen einer Durchlass- und einer Abscheidestellung verschwenkbar sind.
Reinigungsvorrichtung für die Rauchgase von Feuerungsanlagen nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die letzte Abscheidestufe (14) mit einer elektrischen Heizanlage (20) zur Regeneration der Abscheideelemente (9) ausgerüstet ist.
Reinigungsvorrichtung für die Rauchgase von Feuerungsanlagen nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Versorgung der Heizanlage (20) mittels Peltierelemente (23) oder weiterhin optional mittels Photovoltaik oder einem normalen Netzanschluss ist.
Reinigungsvorrichtung für die Rauchgase von Feuerungsanlagen nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Abscheidegehäuse (2) mit einem Bypasskanal zur gesteuerten Umgehung einzelner oder aller Abscheideelemente (9) versehen ist.
Reinigungsvorrichtung für die Rauchgase von Feuerungsanlagen nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Abscheidegehäusse (2) Reinigungs- bzw. Wartungsöffnungen (28) aufweist, die als Türöffnungen ausgebildbar sind.
Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Abscheideelemente (9) einzeln oder alle oder in den einzelnen Abscheidestufen (12 bis 14) mit einer katalytischen Beschichtung zur Reduzierung von NO, CO und HC versehen sind.