DE3837989A1 - Kompaktes verbrennungsgeraet - Google Patents

Description

Technischer Hintergrund

Bei bekannten Geräten, und insbesondere bei jenen vom Energie­ regenerativtyp, ist es bekannt, verunreinigte Rauchgase oder riechende Gase in eine Verbrennungskammer zu bringen, um die­ selben bei einer ausreichend hohen Temperatur zu verbrennen, so daß im wesentlichen alles, was an die Atmosphäre abgegeben wird, Kohlendioxid und Wasser ist.

Es ist auch bekannt, daß bei der Führung derartiger Gase in eine Verbrennungskammer diese vorzugsweise und vorläufig durch ein steinernes Bett auf ihrem Weg zur Brennkammer hindurchtre­ ten, wobei dieses steinerne Bett vorgeheizt ist, so daß es seinerseits das ankommende Gas vorheizen kann, so daß die Ver­ brennung sichergestellt ist, sobald das ankommende Gas in die Verbrennungskammer eintritt. Während im allgemeinen die Haupt­ verbrennung in der Verbrennungskammer stattfindet, können sich die Gase selbst entzünden, während sie noch in dem Steinbett in Steinbettkammern sind, falls sie flüchtige organische Ver­ bindungen enthalten. Auf jeden Fall kehrt sich der Fluß der Gase hin und wieder um, so daß Gase aus der Verbrennungskammer nach außen durch die Steinbettkammer treten, um dieselbe vor­ zuheizen, wenn die Verbrennungsprodukte nach außen auf ihrem Weg in die Atmosphäre hindurchtreten. Im allgemeinen ändern solche Prozesse den Fluß durch die Wiedergewinnungskammern auf regelmäßiger Basis.

Ein Beispiel eines derartigen Systems ist dasjenige, welches in dem US-Patent Nr. 38 95 918 offenbart ist, welches für James H. Mueller am 22. Juli 1975 erteilt wurde, welches durch diese Bezugnahme hier ausdrücklich mit seinem gesamten Inhalt einbe­ zogen werden soll.

Ein weiteres Beispiel eines Gerätes, welches Wärmewiedergewin­ nungsprinzipien beinhaltet, ist dasjenige, welches in dem US- Patent Nr. 44 74 118 beschrieben ist, in welchem eine vertika­ le Strömung durch getrennte Wärmeaustauschabschnitte vorhanden ist, welche getrennt als selbständige Einheiten aufgebaut sind.

Bei vielen der heutigen Herstellungsverfahren, und insbesondere um die Luftreinigungsrichtmaße oder dergleichen, welche von Regierungsbehörden verordnet werden, einzuhalten, ist es wün­ schenswert, schnell ein Veraschungsverfahren und ein Gerät zum Reinigen von Abgasen zu vollenden. Tut man dieses, so kön­ nen die zwangsläufig auftretenden Verzögerungen, welche durch den Aufbau vor Ort verursacht werden, zu einem Versagen beim Vollenden des notwendigen Veraschungsgerätes nach einem wün­ schenswerten Zeitplan führen, zu Unfähigkeit die Herstellungs­ ausrüstung zu verwenden oder vollständig zu verwenden, welche die Abgase erzeugt, oder zu der Abgabe von ungereinigten Abgasen in die Atmosphäre führen wegen der Unfähigkeit, ein System in zeitgerechter Weise zu installieren.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung ist auf ein Gerät zum Veraschen in­ dustrieller Abgase nach einem thermischen Wiedergewinnungsprin­ zip gerichtet, wobei das Gerät wirksam und kompakt aufgebaut ist, um eine schnelle Auslieferung an einen Aufbau zu erleich­ tern, an welchem es verwendet wird.

Dementsprechend ist die vorliegende Einheit wirksam aufgebaut, um verringerte Wärmeverluste zu haben, indem gemeinsame Trenn­ wände verwendet werden zum Abtrennen des Gasflusses in den einzelnen Wärmeaustauschabschnitten. In einigen Fällen gibt es bei der Verwendung von solchen gemeinsamen Wänden weniger Strahlung an der Außenseite der Einheit, und damit eine größere Bereitstellung von nutzbarer Wärme aus dem einen Wärmeaustausch­ abschnitt zu dem anderen, wodurch die Einheit kompakter aufge­ baut werden kann. In anderen Fällen, wenn z.B. die gemeinsame Wand hohl ist, kann sie als Luftvorwärmer benutzt werden.

Zusätzlich kann die so aufgebaute Einheit so hergestellt werden, daß sie ein geringeres Gewicht hat als Einheiten, welche einzeln aufgebaute Wärmeaustauschabschnitte haben, und zu geringen Kosten. Außerdem können gemäß der vorliegenden Erfindung die Veraschungseinheiten kompakt aufgebaut sein, so daß sie von einem gemeinsamen Rahmen gehalten werden, was ermöglicht, daß die Einheiten angehoben und in üblicher Weise in schon für den Verwendungsfall zusammengebautem Zustand versendet werden können.

Dementsprechend ist es ein vorrangiges Ziel dieser Erfindung, ein neues Gerät für die Veraschung von industriellen Abgasen nach einem thermischen Wiedergewinnungsprinzip vorzusehen, bei welchem das Gerät kompakter aufgebaut ist. Weiterhin soll mit dieser Erfindung ein neues Veraschungsgerät für industriel­ le Abgase vorgesehen werden, welches nach einem thermischen Wiedergewinnungsprinzip arbeitet und bei welchem das Gerät als tragbare Einheit aufgebaut ist, welche an einem gemeinsa­ men Stützrahmen gehalten wird.

Ein weiteres Ziel dieser Erfindung liegt darin, ein Gerät zur Veraschung von industriellen Abgasen nach einem thermischen Wiedergewinnungsprinzip vorzusehen, bei welchem benachbarte Wärmeaustauschabschnitte eine gemeinsame Strömungstrennwand teilen.

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden für den Fachmann deutlich anhand des Textes der folgenden Kurz­ beschreibung der Zeichnungen, der genauen Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen und der vorstehenden Ansprüche.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine teilweise weggebrochene perspektivische An­ sicht von oben eines Veraschungsgerätes gemäß der vorliegenden Erfindung, bei welchem benachbarte Wärmeaustauschabschnitte von einer gemeinsamen Wand getrennt sind und bei welchem das Gerät auf einem gemeinsamen Stützrahmen montiert ist.

Fig. 2 ist ein schematisches Diagramm des Gasflusses in einen Einlaßverteiler, durch Ventile, hoch durch das Plenum (Ansaug­ luftsammler), den Wärmeaustauschabschnitt und die Verbrennungs­ kammer, und zurück durch Ventile zu einer Auslaßverteilerlei­ tung zum Abzug, mit Mitteln, welche die Ventile mit einem Steu­ ergerät verbinden.

Fig. 3 ist eine schematische perspektivische Darstellung eines wahlweisen Aufbaues für die gemeinsamen Trennwand zwischen benachbarten Wärmeaustauschabschnitten, in welcher eine seitli­ che Luftströmung innerhalb der Wand zugelassen wird.

Fig. 4 ist eine Ansicht ähnlich der gemäß Fig. 3, wo jedoch die Luftströmung vertikal durch die Wand zugelassen wird.

Fig. 5 ist eine schematische Darstellung der Luftströmung durch ein Gerät, welches gemeinsame Trennwände zwischen benach­ barten Wärmeaustauschabschnitten hat, bei welchem jedoch der Luftstrom schematisch zurück in die Verbrennungskammern durch den Brenner (mit ausgezogenen Linien) dargestellt ist, und wahlweise zurück in das System über den Einlaßverteiler.

Genaue Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Unter Hinweis auf die Figuren im einzelnen wird nun zunächst auf Fig. 1 Bezug genommen, bei welcher das Gerät der vorlie­ genden Erfindung allgemein durch die Bezugszahl 10 bezeichnet wird. Das Gerät 10 weist einen Ofen 11 auf, welcher auf einem Stützrahmengerät 12 montiert ist. Das Stützrahmengerät 12 kann viele Formen oder Anordnungen annehmen, macht jedoch in der dargestellten Ausführungsform von vier Doppel-T-Trägern 13 Gebrauch, welche im wesentlichen parallel zueinander wie dar­ gestellt angeordnet und an ihren Enden durch andere (nicht dargestellte) Träger verbunden sind, welche senkrecht zu den Trägern 13 angeordnet sind, einer am hinteren Ende des Gerätes bei der Ansicht der Fig. 1 versteckt und einer an der Vorder­ seite des Gerätes, der wegen der weggebrochenen Darstellung nicht zu sehen ist, die an der Vorderseite des Gerätes aus Gründen der Deutlichkeit gewählt wurde. Die gesamte horizonta­ le Trägeranordnung wird von vertikalen Beinen 14 an jeder der vier Ecken der Rahmenanordnung wie dargestellt getragen, wobei die unteren Enden der Beine 14 auf einem Fußboden, Boden oder dergleichen aufsitzen.

Der Ofen 11 ist von den oberen Enden der Doppel-T-Träger 13 getragen dargestellt, wie in Fig. 1 angedeutet. Der Ofen 11 ist dargestellt mit aufrechten rechts- und linksseitigen Wän­ den 15 und 16 und aufrechten Rück- und Vorderwänden 17 und 18, wobei die aufrechten Wände über eine obere (Deck-)Wand 20 verbunden sind. Vorzugsweise sind alle Wände 15 bis 20 aus einem feuerfesten oder keramischen Fasermaterial hergestellt, welches eine wärmeisolierende Wirkung hat, um die Wärme inner­ halb des Ofens 11 zu halten.

Der Ofen 11 hat in seinem Inneren einen oberen Bereich 21, welcher als Verbrennungskammer zum Erhitzen der hineinkommenden Gase auf Temperaturen von 2000°F oder mehr dient, mit Hilfe von einem oder mehreren öl- oder gasbetriebenen Brennern 23 darin, wobei der Ofen 11 auch einen unteren Bereich 22 hat, der eine Vielzahl, vorzugsweise mindestens drei, Wärmeaustausch­ abschnitte 24, 25 und 26 aufweist, welche wie dargestellt be­ nachbart in gerader Linie miteinander ausgerichtet zueinander stehen. Die Wärmeaustauschabschnitte sind vorzugsweise als Schalen aufgebaut, welche aus aufrechtstehenden Schenkeln 27, 28 und ähnlichen linksseitigen und vorderseitigen Schenkeln auf­ gebaut sind, um die rechteckigen Wandabschnitte der Schalen zu vervollständigen, mit zusätzlichen aufrechtstehenden Wand­ abschnitten 30 und 31, welche gemeinsame Trennwände aufweisen, die benachbarte Wärmeaustauschabschnitte 24, 25 und 26 vonein­ ander räumlich und insbesondere von einer Gasströmungsverbin­ dung von einem zu dem anderen trennen. Es versteht sich, daß man eine beliebige Anzahl von Wärmeaustauschabschnitten vorse­ hen kann, aber vorzugsweise sollte es eine ungerade Anzahl sein, wie z.B. drei, fünf, sieben etc. Die aufrechtstehenden Umfangswände der Schale, wie die Wände 27, 28 und dergleichen sind vorzugsweise aus Metall wie z.B. Stahl, aufgebaut, um die Wärme zurückzuhalten und um vom Aufbau her eine Steifigkeit- und eine Stütze für eine große Anzahl von Wärmeaustauschelemen­ ten vorzusehen, welche darin bis zum Niveau 32 am oberen Ende der Schale angeordnet sind. In ähnlicher Weise sind die Trenn­ wände 30 und 31 vorzugsweise aus Metall, wie z.B. Stahl, auf­ gebaut gleichermaßen aus Gründen der Aufbaustützung der darin angeordneten Wärmeaustauschelemente, und sehen außerdem gemein­ samen Wände zwischen den Abschnitten vor, welche einen Wärme­ übergang zwischen den Abschnitten zulassen, so daß ein geringe­ rer Wärmeverlust erzeugt und verhindert wird, daß Wärmestrah­ lung aus einem gegebenen Abschnitt zur Außenseite des Ofens gelangt sondern eher in einen benachbarten Abschnitt geht. Gegebenenfalls sind die Wände 30 und 31 und auch die aufrecht­ stehenden Wände wie z.B. 27, 28 und dergleichen aus einem nicht­ metallischen Aufbau, wie z.B. Keramik, Mauerwerk oder aus ande­ ren alternativen Materialien hergestellt.

Die Wände 30 und 31 sind ihrerseits abgestützt befestigt in Sandwichbeziehung zu den Stahlwinkelteilen 33 des Aufbaues, welche ihrerseits von den Doppel-T-Trägern 13 getragen werden.

Die Wärmeaustauschelemente, welche in den Wärmeaustauschab­ schnitten 24, 25 und 26 angeordnet sind, können von einem be­ liebigen geeigneten Typ sein, wie z.B. diejenigen, welche in der oben erwähnten US-Patentschrift Nr. 38 95 918 offenbart sind.

Unter den Wärmeaustauschabschnitten 24, 25 und 26 werden ent­ sprechend zugehörige Plenums- bzw. Ansaugluftkammern 34, 35 und 36 gehalten, welche die eintretenden Gase aufnehmen, die über einen Ventilator 37 oder dergleichen durch einen Einlaß­ verteiler 38 zugeführt werden und zwar in eines oder mehrere der Plenums 34, 35 oder 36, über ein oder mehrere Ventile 50 in den Zuführleitungen 41 für die Strömung von derartigen ein­ tretenden Gasen nach oben durch das zugehörige Plenum bzw. die zugehörigen Plenums, nach oben durch einen Wärmeaustausch­ abschnitt oder -abschnitte, um mit Hilfe von Wärme aus den Wärmeaustauschelementen vorgeheizt zu werden, welche innerhalb der zugehörigen Wärmeaustauschabschnitte enthalten sind, in die Kammer 17 hinein, zum Verbrennen der Gase darin, gefolgt von der Zuführung der gasförmigen Produkte der Verbrennung zurück nach unten durch einen anderen benachbarten Wärmeaus­ tauschabschnitt und sein zugehöriges Plenum und nach draußen durch eine Auslaßleitung 42, 52 oder 62, durch ein zugehöriges Auslaßventil wie z.B. 43, 49 oder 48, zu einer Auslaßverteiler­ leitung 44 zum Abzug mittels Blasen durch einen geeigneten Abzugsventilator 45 (schemenhaft dargestellt) oder dergleichen. Es versteht sich, daß es im allgemeinen nicht nötig ist, Mittel zur Luftbewegung, wie z.B. die Ventilatoren 37 und 45 an beiden Stellen zu haben, insofern als das System entweder mit zwangs­ weiser Luftzufuhr an der Einlaßseite, wobei ein Ventilator oder ein anderes geeignetes Luftbewegungsmittel 37 vorgesehen werden kann, oder mit Hilfe eines induzierten teilweisen Vaku­ ums betrieben werden kann, wobei in diesem Fall ein Luftbewe­ gungsmittel, wie ein Ventilator 45 oder ein anderes Luftbewe­ gungsmittel verwendet werden kann. In manchen Fällen kann es jedoch wünschenswert sein, Luftbewegungsmittel sowohl am Einlaß als auch am Auslaß zu haben. Außerdem versteht es sich, daß die Luftbewegungsmittel nur beispielhaft als Ventilatoren be­ schrieben und dargestellt sind, insofern als beliebige Arten von Lüftern, Abzügen etc. verwendet werden können, einschließ­ lich der Abwesenheit derartiger Einrichtungen, wie z.B. durch natürliche Konvektion, welche durch den Verbrennungsprozeß selbst hervorgerufen wird.

Es versteht sich, daß die Wärme-Rückhalteelemente in einem Wärmeaustauschabschnitt auf einem geeigneten gasdurchlässigen Rost 46 oder dergleichen gehaltert sind oder auf irgendeiner geeigneten Einrichtung, die eine Gasströmungsverbindung in die Wärmeaustauschabschnitte 24, 25 und 26 hinein und aus die­ sen heraus erlaubt.

Mit dem Hinweis auf Fig. 2 versteht man, daß der eintretende Gasstrom, der in der dargestellten Anordnung schematisch ge­ zeigt ist, durch den Wärmeaustauschabschnitt 25 verläuft, wie durch die Pfeile 41 a und 41 b in Fig. 2 dargestellt, da die Ventile 41, 43 und 48 in Offenstellung und die Ventile 50, 51 und 49 in geschlossener Stellung sind, so daß der Gasstrom entlang der Pfeile 41 a und 41 b zu der Auslaßverteilerleitung 41 verläuft. In diesem Zusammenhang versteht es sich, daß die Ventile 41, 43 und 48 offen und die Ventile 49, 50 und 51 ge­ schlossen sind. Außerdem erkennt man, daß nach einem Zeitab­ schnitt, wenn die Wärmeaustauschelemente keine ausreichende Wärme mehr haben, um die einströmenden Gase entsprechend vor­ zuheizen, zwei oder mehr Paare von Ventileinstellungen umge­ kehrt werden, so daß der Gasstrom durch den Wärmeaustauschab­ schnitt 25 umgekehrt wird, wie auch der Gasstrom durch zumin­ dest einen der anderen Wärmeaustauschabschnitte 24 oder 26 umgekehrt wird durch geeignete Schaltung der Einlaß- und Aus­ laßventile derart, daß die Wärmeaustauschelemente im Abschnitt 25 nun Wärme aufnehmen von dem Durchgang frischer, gasförmiger Produkte der Verbrennung nach außen, während die Wärmeaus­ tauschelemente in einem oder mehreren der benachbarten Wärme­ austauschabschnitte 24 oder 26 dazu dienen, die eintretenden Gase, die verbrannt werden sollen, vorzuheizen.

Man erkennt außerdem, daß geeignete Schaltungen der in Fig. 2 dargestellten Ventile mit Hilfe eines geeigneten Steuerkrei­ ses "C" programmgesteuert sein können, was in Form einer zeit­ weisen Betätigung der Ventile in irgendeiner gewünschten Ab­ folge von Ventilbetätigungen, einer computergesteuerten Ventil­ betätigung oder dergleichen nach Wunsch ablaufen kann.

Außerdem versteht es sich, daß benachbarte Wände von Einlaß- und Auslaßverteilerleitungen 38 und 44 wie dargestellt durch Wände 53 und 54 beabstandet sein können, oder sie können ge­ meinsam Anteil an diesen haben in Form einer gemeinsamen Wand, wiederum zum Zwecke der Wirtschaftlichkeit der Wärmeübertra­ gung und der Vermeidung von Wärmeverlusten, wodurch eintreten­ de Gase in einem gewissen Maß durch die austretenden Gase, welche durch die Leitung 44 hindurchtreten, vorgeheizt werden.

Außerdem ist es offensichtlich, daß die Ventile 41, 43, 48, 49, 50 und 51 aus den verschiedensten Typen bestehen können, wie z.B. aus Schmetterlingsventilen, Tellerventilen oder der­ gleichen, und daß diese entweder mechanisch, hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch betätigt werden können, ganz wie gewünscht.

Darüberhinaus versteht es sich, daß die aufrechten Wände 30 und 31, welche die verschiedenen Wärmeaustauschabschnitte von­ einander trennen, nicht durchlässig für den Durchgang von Gasen von einem Wärmeaustauschabschnitt zu dem anderen sind. Entspre­ chend sind auch die Schalenwände, wie die mit 27 und 28 be­ zeichneten, ebenso wie die Wände des Ofens 11 nicht durchläs­ sig für den Durchgang von Gasen.

Unter besonderem Hinweis auf die Fig. 3 bis 5 werden Ausfüh­ rungsformen dargestellt, wobei die aufrechtstehenden Wände 30 und 31 hohl sein können, um den Durchgang von Gas (vor al­ lem Luft) zu erlauben.

Beispielsweise ist in Fig. 3 eine Wand 31′ dargestellt, wel­ che eine Vielzahl von durchgehenden Querleitungen 31 a hat, welche sich von der Vorderseite zur Rückseite des Gerätes 10 erstrecken.

In ähnlicher Weise zeigt Fig. 4 eine Wand 31′ zum Abtrennen benachbarter Wärmeaustauschabschnitte, bei welcher die Lei­ tungen 31 b durch die Wand in vertikaler Richtung verlaufen, um den Durchgang von Gas (insbesondere Luft) in vertikaler Richtung zu erlauben.

In beiden Fällen, d.h. bei den Wandanordnungen gemäß Fig. 3 oder 4 sind Mittel vorgesehen zum Kühlen der Trennwände 30 und 31, um ihre Temperaturen genügend tief zu halten, so daß Verformungen des Aufbaues verhindert werden und um es zu er­ möglichen, daß preiswerteres Material verwendet werden kann.

Wenn die Wände 30 und 31 beispielsweise aus Metall sein sollen, z.B. einem Stahlaufbau, mag es wünschenswert sein, je nachdem welche Temperaturen für die benachbarten Wärmeaustauschab­ schnitte vorgesehen sind, einen Mechanismus zum Kühlen der Wände vorzusehen, um ein Verziehen oder dergleichen zu verhin­ dern, insbesondere, wenn die Wände aus Stahl bestehen, der nicht für den Gebrauch bei sehr hohen Temperaturen ausgelegt ist. Insoweit kann die ankommende Luft in Richtung der Pfeile 60 in die Einheit 10′ eintreten, um durch die Wand 31′ hin­ durchzugehen, nachdem sie durch geeignete Löcher (nicht darge­ stellt) in der vertikalen Wand 18′ hindurchgegangen ist, um durch die Rückwand 17′ wiederum durch geeignete Löcher (nicht dargestellt) auszutreten, wobei jedoch die Auslässe der Quer­ lochleitungen 31 a in einen Verteiler 61 hineingehen, um in Richtung der Pfeile 62 hindurchzutreten und über eine geeignete Leitung 63 in die Verbrennungskammer abgegeben zu werden durch geeignete Abgabemittel, wie z.B. durch den Eintritt durch den Brenner 23′. Wahlweise kann auch, wie schemenhaft in Fig. 5 dargestellt, die Auslaßluft, welche durch den Durchtritt durch die Leitungen 31 a der Trennwände, wie z.B. die Leitung 31′ geheizt wird, von dem Verteiler 61 zu einer Abgabeleitung 64 hindurchtreten, welche schemenhaft dargestellt ist, zur Abgabe zurück in das System in den Einlaßverteiler 38′, wie durch die Pfeile 65 dargestellt, wobei in diesem Fall die ge­ heizte Luft für die wirksame Wiederverwendung der Energie, welche sie mit sich trägt, zurückgeführt wird, um eine Vorheiz­ wirkung für die Luft zu erzielen. Eine weitere Alternative, die allerdings weniger wünschenswert und in Fig. 5 nicht be­ sonders dargestellt ist, würde darin bestehen, daß man zuläßt, daß die von der schemenhaft dargestellten Leitung 64 abgegebe­ ne Luft in die Atmosphäre entweicht, statt in die Leitung 44′ abgegeben zu werden.

Als eine weitere Alternative zu den in den Fig. 3 bis 5 dargestellten Anordnungen, könnten die Leitungen durch die Wände auch aus Rohren aufgebaut sein. Zusätzlich könnte ein Ventilator, ein Lüfter oder dergleichen an der Vorderseite der Wand 18′ oder als Teil des Verteilers 61 angeordnet sein, um die ankommenden Gase (z.B. Luft) durch die Leitungen 31 a (oder 31 b) anzusaugen.

Es ist auch festzuhalten, daß die Verteilung der Luft aus dem Verteiler 61 sich in Abhängigkeit von der Temperatur, bei wel­ cher das Gerät 10 arbeitet, ändern kann. Wenn beispielsweise die Verbrennungskammer bei einer Temperatur von 2400°F arbei­ tet, kann es wünschenswert sein, die Luft direkt in die Ver­ brennungskammer einzublasen wie z.B. durch die Abgabeleitung 63.

Gemäß der vorstehenden Beschreibung der Ventilanordnungen, wie der in Fig. 2 dargestellten, versteht es sich, daß verunrei­ nigte Rauchgase, Gerüche oder dergleichen, welche verbrannt werden sollen, durch die Einlaßverteilerleitung in das Gerät eintreten können, und daß die Ventile so eingestellt werden, daß sie diese Gase, welche Rauch oder dergleichen enthalten, durch die Wärmeaustauschabschnitte 24, 25 und 26 leiten, wobei sie durch das Steinbett bei Temperaturen hindurchtreten, welche sehr nahe an der Zündtemperatur liegen. Die Oxidation wird dann im oberen Abschnitt 21 des Ofens 11 vollendet, welcher die Verbrennungskammer aufweist, und zwar mit Hilfe eines Gas- oder Ölbrenners, welcher eine vorab eingestellte Zündtemperatur aufrechterhält. Wie schon gesagt, können die so abgegebenen Gase flüchtige organische Bestandteile enthalten, die sich selbst entzünden können, während sie noch im Steinbett sind und, falls dies geschieht, erleichtert und beschleunigt dies die Verbrennung in dem oberen Abschnitt 21 der Verbrennungs­ kammer. In einigen Fällen können die eintretenden Gase genügend flüchtige organische Verbindungen aufweisen, daß die freige­ setzte Energie die gesamte für das Gerät erforderliche Wärme liefern kann und der Brenner kann automatisch auf Zündflamme schalten. Nachdem die Verbrennung in dem oberen Abschnitt 21 des Ofens 11 bewirkt wurde, welcher die Verbrennungskammer aufweist, bewirkt ein Zurückschalten der Ventile wie bereits erwähnt, daß die gereinigten Gase nach unten durch das Stein­ bett abgezogen werden, welches zu diesem Zeitpunkt in einem "Auslaß"-Zustand ist, wodurch Wärme durch das Steinmaterial hindurchtritt, welche von dem Steinmaterial aufgenommen wird. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Einheit vorgesehen, welche klein und von leichter Bauweise sein kann für die indu­ strielle Behandlung von Gasen aus Spritzkabinen z.B., mit einem Abgasvolumen von 4000 SCFM (Standard Cubic Feet per Minute), oder auch viel größeren oder kleineren Volumina wie gewünscht; landwirtschaftliche Pestizide können mit hohen Raten von Ener­ gierückgewinnung vernichtet werden; ein weiter Bereich von Lösungsmitteln vom Beschichten und Laminieren kann beseitigt werden mit einem hohen Prozentsatz von thermischer Energierück­ gewinnung; Emissionen von Papier- und Filmbeschichtungen mit hohen Raten von Energierückgewinnung entsorgt werden; Kohlen­ wasserstoffe und Emissionen von keramischen Brennöfen können mit hohen Raten von thermischer Energierückgewinnung vernichtet werden, Gase aus der Zerstörung fester Abfälle können vernich­ tet werden, Gase aus Flüssigkeitsresten, die oxidiert oder auf andere Weise zersetzt sind können vernichtet werden; und Emissionen von verschiedenen chemischen Herstellungsprozessen können beseitigt werden, wiederum mit hohen Raten von thermi­ scher Energierückgewinnung, ebenso wie viele andere mögliche Kandidaten für die Behandlung gemäß der vorliegenden Erfindung.

Aus dem vorstehend gesagten ist es offensichtlich, daß ver­ schiedene Ausführungsformen in den Einzelheiten des Aufbaues ebenso wie bei der Verwendung und Betätigung des vorliegenden Gerätes gemacht werden können, die alle innerhalb des Erfin­ dungsgedankens und des Umfangs der Erfindung, wie sie bean­ sprucht ist, liegen. Beispielsweise kann das Gerät in einer von verschiedenen Größen aufgebaut sein, wobei die Höhe der Trennwände 30 und 31 von irgendeiner gewünschten relativen Höhe innerhalb der Kammer sein, so daß die gewünschte Verbren­ nung bewirkt wird. Ebenso sind die Aufbaumaterialien der ver­ schiedenen Komponenten, wie sie hier beispielhaft beschrieben sind, lediglich Beispiele von bevorzugten Materialien und sind nicht als Einschränkung gemeint. Weiterhin kann die hier be­ schriebene Einheit, die bevorzugt kleine, leicht gebaute Ein­ heiten vorsehen soll, ebenso kompakte und tragbare größere Einheiten vorsehen, die in der Lage sind, bis zu 100 000 SCFM oder mehr zu bearbeiten, falls gewünscht, wenn auch der Aufbau bei den zuvor beschriebenen kleineren kompakten Einheiten am besten durchführbar ist.

Zusätzlich versteht es sich, daß, wenn auch in dem dargestell­ ten und hier beschriebenen System die verschiedenen Wärmeaus­ tauschabschnitte in einer Reihe ausgerichtet sind, dennoch die Wärmeaustauschabschnitte, falls gewünscht auch in irgend­ einer anderen Zusammenstellung, wie z.B. in einer "L"-förmigen Konfiguration oder einer dreieckigen oder kreisförmigen Anord­ nung etc. hergestellt werden können, falls dies gewünscht ist. Weiterhin kann die Einheit für sich oder in Verbindung mit einer Hilfs-Gasbrennereinheit verwendet werden, wie gewünscht.

Claims (16)

1. Gerät für die Verbrennung von industriellen Abgasen nach einem thermischen Rückgewinnungsprinzip mit:

• a) einem Ofen, der einen oberen Bereich und einen unteren Bereich aufweist;
• b) wobei der obere Bereich eine Verbrennungskammer ist, die in ihrem Inneren Verbrennungseinrichtungen aufweist;
• c) wobei der untere Bereich aus einer Vielzahl von Wärme­ austauschabschnitten besteht;
• d) wobei die Wärmeaustauschabschnitte jeweils ein gasdurch­ lässiges Teil an ihrem unteren Ende aufweisen sowie ei­ nen Satz von feuerfesten Wärmeaustauschelementen, welche an dem gasdurchlässigen Teil in einer Weise angeordnet sind, daß das Gas durch die Elemente hindurchströmen kann;
• e) wobei benachbarte Wärmeaustauschabschnitte durch ein gemeinsamens Wandmittel zur Strömungstrennung abgetrennt sind;,
• f) getrennten, zugehörigen Plenummitteln für jeden Wärme­ austauschabschnitt, die darunter angeordnet sind und in Gasströmungsverbindung mit diesen stehen;
• g) einer Einrichtung zur Abgabe eines Stroms von Abgasen, die verbrannt werden sollen, in zumindest ein Plenum, nach oben durch dessen zugehörigen Wärmeaustauschabschnitt in die Verbrennungskammer und dann Abgabe der gasförmigen Produkte der Verbrennung nach unten durch einen anderen Wärmeaustauschabschnitt und durch dessen zugehöriges Plenummittel für den Ausstoß aus dem Gerät; unter Ein­ schluß von
• h) Mitteln zum Verändern der Strömungsrichtung durch die Wärmeaustauschabschnitte und die zugehörigen Plenummit­ tel.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wand­ mittel zur Strömungstrennung eine aufrechte wärmeleitfähige Platte aufweist.

3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wär­ meaustauschabschnitte Seite an Seite angeordnet sind.

4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest drei solcher Wärmeaustauschabschnitte vorgesehen sind, wel­ che in einer im allgemeinen geraden Reihe zueinander ausgerich­ tet sind.

5. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wand­ mittel zur Strömungstrennung eine Leitungseinrichtung darin aufweist zum Transport von Gasen dahindurch.

6. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel für die Rückführung von Gasen zurück in das Gerät für die Abgabe an die Brennkammer vorgesehen sind, welche durch die Leitungseinrichtung transportiert werden.

7. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mit­ tel zur Rückführung Mittel für die Abgabe von Gasen in die Verbrennungskammer über die Einlaßverteilerleitungsmittel einschließen.

8. In sich geschlossenes, kompaktes Gerät für die Verwendung beim Verbrennen von industriellen Abgasen nach einem ther­ mischen Rückgewinnungsprinzip, mit:

• a) einem Ofen, welcher aufrechte Wände und eine Oberseite, die die Wände verbindet, sowie einen oberen Bereich und einen unteren Bereich hat;
• b) wobei der obere Bereich eine Verbrennungskammer ist und in seinem Inneren eine Brennereinrichtung aufweist;
• c) der untere Bereich eine Vielzahl von Wärmeaustauschab­ schnitten aufweist;
• d) wobei die Wärmeaustauschabschnitte jeweils ein gasdurch­ lässiges Teil an ihrem unteren Ende haben, welches aus­ gelegt ist, um Wärmeaustauschelemente daran aufzunehmen;
• e) wobei benachbarte Wärmeaustauschabschnitte durch ein gemeinsames Wandmittel zur Strömungstrennung getrennt sind;
• f) getrennten zugehörigen Plenummitteln für jeden Wärme­ austauschabschnitt, welche darunter und in Gasströmungs­ verbindung damit angeordnet sind;
• g) einer Einlaßverteilerleitungseinrichtung für die Abgabe von Gasen an das Plenum;
• h) einer Auslaßverteilerleitungseinrichtung für die Aufnahme von Gasen aus dem Plenum;
• i) Ventilmitteln für das wahlweise Öffnen und Schließen von Gasströmungswegen zwischen ausgewählten Verteiler­ leitungseinrichtungen und ausgewählten Plenummitteln; und
• j) einer gemeinsamen Stützrahmeneinrichtung, welche zumin­ dest den Ofen und die dabei beanspruchten Bauteile trägt.

9. Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen ein im allgemeinen horizontales Rahmenteil und ver­ tikale Stützbeine aufweist.

10. Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilerleitungseinrichtungen unter den Plenummitteln angeordnet sind.

11. Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zumin­ dest drei Wärmeaustauschabschnitte vorgesehen sind, welche in einer im allgemeinen geraden Reihe zueinander ausgerich­ tet sind.

12. Gerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilmittel zwischen den Plenummitteln und der Leitungs­ einrichtung angeordnet sind.

13. Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände und die Oberseite zumindest teilweise aus einem feu­ erfesten Material aufgebaut sind.

14. Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Plenummittel, die Ventilmittel und die Verteilerleitungs­ einrichtungen neben anderen Bauteilen von der Rahmenein­ richtung getragen werden.

15. Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilmittel zwischen den Plenummitteln und der Leitungs­ einrichtung angeordnet sind, wobei die Wände und die Ober­ seite des Ofens zumindest teilweise aus einem feuerfesten Material aufgebaut sind, und wobei zumindest drei Wärmeaus­ tauschabschnitte vorgesehen sind, welche im allgemeinen gerade zueinander ausgerichtet sind.

16. Gerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsamen Wandmittel zur Strömungstrennung in ihrem In­ neren Leitungsmittel aufweisen für den Transport von Gasen dahindurch, einschließlich von Mitteln für die Rückführung von Gasen, welche durch die Leitungsmittel zurück in das Gerät für die Abgabe an die Verbrennungskammer transpor­ tiert werden.