DE4102717A1 - Regenerativ-reaktor zum verbrennen von industriellen abgasen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen regenerativen Reaktor zum Verbrennen von industriellen Abgasen, insbeson­ dere von schadstoffhaltiger Abluft gemäß Oberbe­ griff des Anspruchs 1. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Verbrennen von indu­ striellen Abgasen gemäß Oberbegriff des Anspruchs 16.

In der Industrie entstehen verschiedene Abgase, welche unverbrannte Kohlenwasserstoffe enthalten. Beispielsweise wird beim Schäumen von Kunststoffen Pentan verwendet, welches in einem Reaktor der ein­ gangs genannten Art verbrannt werden muß. Auch bei der Fertigung elektronischer Leiterplatten entsteht nach deren Lackieren ein lösungsmittelhaltiges Ab­ gas. Überdies entsteht beim Räuchern von Fleisch Abluft mit organischen Kohlenwasserstoffen. Wenn Autokarosserien in Trocknungsanlagen getrocknet werden, entstehen lösungsmittelhaltige Abluft und Abgase, die sich bei der direkten Beheizung des Trocknungsvorgangs entwickeln. Schließlich entste­ hen beim Einsatz von Druckmaschinen erhebliche Men­ gen von lösungsmittelhaltiger Abluft und beim Trocknen von Industriekeramik Abgase.

Es gibt verschiedene Systeme zur Verbrennung derar­ tiger Abgase, die mit regenerativen Reaktoren ar­ beiten, die Wärmetauscher aufweisen, um den ther­ mischen Wirkungsgrad hoch zu halten und möglichst die Zufuhr von zusätzlicher Wärme mittels eines Brenners auf ein Minimum zu reduzieren oder zu vermeiden.

Ein derartiges Reaktorsystem mit drei Reaktoren in Form von sogenannten Behandlungstürmen ist aus der DE-OS 37 37 538 bekannt. Diese Türme sind in ihrem heißesten Bereich, nämlich im Bereich ihrer Oxida­ tionskammern, durch eine großvolumige Verbin­ dungsleitung verbunden. Diese muß ebenso wie der Innenteil der Anlage beim Anfahren auf Oxidations­ temperatur gebracht werden, die beispielsweise 800°C betragen kann. Dafür sind erhebliche Wärme­ mengen und lange Aufheizzeiten erforderlich.

Ein ähnlich aufgebautes Reaktorsystem ist aus der DE-OS 38 37 989 bekannt. Bei diesem sind keine ge­ trennten Behandlungstürme vorgesehen. Vielmehr sind drei Wärmetauscher innerhalb eines Gehäuses in ei­ ner Reihe nebeneinander angeordnet. Auch hier er­ gibt sich eine sehr große Oxidationskammer, die gleichzeitig auch die Verbindung zwischen den Wär­ metauschern herstellt. Diese Oxidationskammer muß beim Anfahren zunächst aufgeheizt werden, was viel Energie und lange Aufheizzeiten erfordert. Überdies treten hier - wegen der hohen Betriebstemperatur - hohe Wärmeverluste auf.

Aufgrund dieser technischen Gegebenheiten eignen sich diese bekannten Reaktoren praktisch nur für Abgasmengen ab etwa 15 000 Nm³/h.

Aus der DE-OS 29 51 525 ist schließlich ein Verfah­ ren für die Behandlung eines Gases zum Entfernen von Verunreinigungen bekannt, bei dem ein als Ofen bezeichneter Reaktor eingesetzt wird, der ein zy­ lindrisches Gehäuse aufweist, welches drei im Quer­ schnitt sektorförmige Wärmetauscherbereiche auf­ weist. Oberhalb der Wärmetauscherbereiche befindet sich eine Oxidationskammer, in der die Abgase ver­ brannt werden. Aufgrund der dabei entstehenden Wär­ meentwicklung ergibt sich eine hohe mechanische Be­ lastung des Gehäuses, was zu einer Deformierung oder gar Zerstörung führen kann.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen thermisch optimierten Reaktor zu schaffen.

Diese Aufgabe wird bei einem regenerativen Reaktor der eingangs genannten Art mit Hilfe der in An­ spruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Dadurch, daß die Trennwände mit einer Dehnungsausgleichszone versehen sind, werden die bei der starken Erwärmung dieser Wände auftretenden Kräfte und Spannungen, die auf die Umfangswandung des Gehäuses wirken, stark reduziert. Auf diese Weise werden Verformun­ gen des Gehäuses, die im Laufe mehrerer Betriebszy­ klen auftreten, auf ein Minimum reduziert.

Bevorzugt wird ein Reaktor, bei dem die Dehnungs­ ausgleichszone der Trennwände sich über deren ge­ samte Breite erstreckt und die Trennwände gewellt ausgebildet sind. Derartig ausgestaltete Trennwände können über ihre gesamte Breite Kräfte aufnehmen und so Spannungen abbauen, die bei der starken Erwärmung des Reaktors auftreten. Dabei sind die Trennwände relativ einfach und damit preiswert herstellbar.

Besonders bevorzugt wird weiterhin eine Ausfüh­ rungsform des Reaktors, bei dem die Trennwände dop­ pelwandig ausgebildet sind. Da die benachbarten Wärmetauscherbereiche verschiedenen Gasströmungen ausgesetzt sind und damit unterschiedliche Tempera­ turen aufweisen, können Wärmespannungen, die auf dem starken Temperaturabfall innerhalb der Trenn­ wände beruhen abgebaut werden. Die doppelwandig ausgebildeten Wände isolieren also die einzelnen Wärmetauscherbereiche besser voneinander, so daß schon deshalb weniger Wärmespannungen auftreten können.

Weiter wird eine Ausführungsform des Reaktors be­ vorzugt, bei dem die von der Umfangswandung ausge­ henden Trennwände an einer Stelle zusammentreffen und mit einem doppelwandigen Rohr verbunden sind. Dieses mündet einerseits in der Oxidationskammer des Reaktors und andererseits außerhalb des Gehäu­ ses. Es ist also möglich, aus der Oxidationskammer Heißgas abzusaugen und damit die Temperatur des Re­ aktors optimal einzustellen, insbesondere eine Überhitzung zu vermeiden. Auf diese Weise kann eine zu große Temperaturerhöhung im Inneren des Reaktors vermieden werden. Auch dadurch lassen sich Wärme­ spannungen optimal abbauen. Dadurch, daß das Rohr im Inneren des Reaktors doppelwandig ausgebildet ist, kann dem aus der Oxidationskammer abgezogenen Gas Luft, vorzugsweise Kaltluft, zugeführt werden, so daß insgesamt das aus dem Reaktor abgezogene Gas eine deutlich niedrigere Temperatur aufweist, als in der Oxidationskammer. Auch dadurch lassen sich thermische Belastungen des Reaktors und der nachge­ ordneten Elemente weiter reduzieren.

Besonders bevorzugt wird ein Ausführungsbeispiel des Reaktors, das sich dadurch auszeichnet, daß in den dem Abzug des Gases dienenden Rohr eine Klappe angeordnet ist, die mit dem abgezogenen Gas und mit der zugeführten Kaltluft beaufschlagbar ist. Auf­ grund der durch die Zufuhr der Kaltluft reduzierten Gastemperatur sinkt die thermische Belastung der Klappe, die daraufhin relativ einfach ausführbar ist.

Weitere Ausführungsformen des Reaktors ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen.

Aufgabe der Erfindung ist es außerdem ein Verfahren zum Verbrennen von industriellen Abgasen, insbeson­ dere von schadstoffhaltiger Abluft, zu schaffen, bei dem die thermische Belastung des Reaktors mini­ miert wird.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art mit Hilfe der in Anspruch 16 aufge­ führten Verfahrensschritte gelöst. Durch den Wech­ sel der Strömungsrichtungen von Reingas, Rohgas und Spülgas innerhalb der Wärmetauscherbereiche kann die Temperatur innerhalb des Reaktors eingestellt werden. Dabei wird bei der Umschaltung der Gas­ ströme außerdem vermieden, daß Rohgas an die Umwelt abgegeben wird.

Besonders bevorzugt wird ein Verfahren, bei dem heißes Reingas, Heißgas, aus der Oxidationskammer abgezogen wird, wenn die Temperatur im Inneren des Reaktors zu hoch zu werden droht. Dabei wird dem Heißgas zur Reduzierung der thermischen Belastung nachgeschalteter Steuermittel Frischluft, vorzugs­ weise Kaltluft beigemischt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1A und 1B eine Explosionsdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels des Reaktors, wobei in Fig. 1A die Haube und in Fig. 1B das Basisteil des Reaktors wieder­ gegeben sind;

Fig. 2 eine Darstellung der Anschlüsse des Re­ aktors nach Fig. 1A und 1B;

Fig. 3 Tabellen mit zwei Versionen von im Betrieb des Reaktors nach den Fig. 1A, 1B und 2 gewahlten Ventilstellungen;

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfin­ dungsgemäßen Reaktors;

Fig. 5 eine Tabelle mit den beim Betrieb des Reaktors nach Fig. 4 gewählten Ventil­ stellungen;

Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie VI-VI in Fig. 4;

Fig. 7 einen Schnitt entlang der Linie VII-VII in Fig. 6;

Fig. 8 einen Schnitt längs der Ebene eines Trennblechs gemäß Fig. 1A/1B im zusam­ mengebauten Zustand des Reaktors;

Fig. 9 eine Trennwand in Draufsicht mit einer U-förmigen Dehnungsausgleichszone;

Fig. 10 eine Trennwand in Draufsicht mit einer S-förmigen Dehnungsausgleichszone;

Fig. 11 eine Trennwand in Draufsicht mit einer durchgehenden mäanderförmigen Dehnungs­ ausgleichszone;

Fig. 12 eine Trennwand in Draufsicht mit einer Hinterschneidungen aufweisenden Dehnungs­ ausgleichszone;

Fig. 13 eine erste Ausführungsform des dem Abzug von Heißgas dienenden zentralen Rohrs im Reaktor und

Fig. 14 eine zweite Ausführungsform des dem Abzug von Heißgas dienenden zentralen Rohrs im Reaktor.

Fig. 1B zeigt das Basisteil eines regenerativen Reaktors 10 mit einer kreiszylindrischen Umfangs­ wandung 11. In ihrer Längsachse erstreckt sich ein Rohr 12, das über den oberen Rand R′ der Umfangs­ wandung 11 übersteht. Zwischen diesem Rohr 12 und der Umfangswandung sind drei Trennwände 13, 14 und 15 eingeschweißt, die zueinander in gleichen Win­ kelabständen von 120° angeordnet sind und gleiche Form aufweisen. Wenn mehr als drei Trennwände vor­ gesehen sind, sind die Winkelabstände entsprechend zu wählen.

Die Trennwände sind als Rechtecke ausgebildet, wo­ bei an der oberen, inneren Ecke, die dem Rohr 12 zugewandt ist, jeweils ein Ausschnitt 13′, 14′, be­ ziehungsweise 15′ vorgesehen ist, der vom oberen Ende des Rohres 12 schräg nach oben und außen ver­ läuft, wie dies aus den Fig. 1B und 8 ersicht­ lich ist. Die Begrenzungslinie des Ausschnitts kann beispielsweise - wie in Fig. 1B - kreissektorförmig aber auch linear verlaufen.

Die Umfangswandung 11 ist unten durch einen das Ge­ häuse gasdicht abschließenden Boden verschlossen. Die Trennwände 13, 14 und 15 erstrecken sich bis zu diesem Boden und sind mit ihm verschweißt.

Durch die drei Trennwände 13, 14 und 15, welche, ausgehend von der Umfangswandung 11, alle auf eine gemeinsame Stelle zulaufen, hier auf das Rohr 12, wird das Innere des Gehäuses in drei kreissek­ torförmige Bereiche 1, 2 und 3 aufgeteilt, welche von den Trennwänden gasdicht voneinander getrennt sind, jedoch im oberen Bereich, nämlich im Bereich der Aussparungen beziehungsweise Ausschnitten 13′, 14′ und 15′ miteinander in Verbindung stehen.

Im Boden 17 sind für jeden der Bereiche 1, 2 und 3 drei Anschlüsse vorgesehen, die jeweils die Index­ zahl des betreffenden Bereichs aufweisen. So hat jeder der Bereiche im Boden 17 eine Anschlußöffnung A für Rohgas, die folglich mit A1, A2 und A3 be­ zeichnet wird. Ebenso hat jeder Bereich 1, 2 und 3 eine Anschlußöffnung R für Reingas, die entspre­ chend mit R1, R2 beispielsweise R3 bezeichnet wird. Schließlich hat jeder der Bereiche 1, 2 und 3 eine Anschlußöffnung S für Spülgas, die entsprechend mit S1, S2 und S3 bezeichnet wird.

Die Anschlüsse für Rohgas (A1 bis A3), Reingas (R1 bis R3) und Spülgas (S1 bis S3) können jeweils di­ rekt mit einem Ventil beziehungsweise Schieber ver­ sehen sein, wie das in Fig. 2 durch die schrägen Striche 25 angedeutet ist. Alternativ können sich solche Ventile beziehungsweise Schieber in den Zu­ leitungen zu diesen Anschlüssen befinden. Gewöhn­ lich sind solche Ventile als Klappen ausgebildet.

Oberhalb des Bodens 17 ist innerhalb des Gehäuses eine von der Umfangswandung 11 umschlossene An­ strömkammer gebildet, die durch die drei Trennwände 13, 14 und 15 in gasdicht getrennte Anströmkammern AK1, AK2 und AK3 unterteilt wird. Die Anströmkam­ mern erstrecken sich vom Boden 17 bis zu einem Rost 30 etwa über ein Drittel der Höhe des Innenraums des Gehäuses.

Der Rost 30 der so ausgebildet sein kann, wie der im Schnitt dargestellte Rost 30′ in Fig. 4 und der in Fig. 1B nur schematisch angedeutet ist, dient der Abstützung einer Schüttung 35 aus inertem kera­ mischen Material mit hohen Wärmespeichervermögen, die sich vom Rost 30 bis nahezu zum oberen Rand R′ der Umfangswandung 11 erstreckt. In Fig. 1B ist die Schüttung durch eine Kreuzschraffur 36 angedeu­ tet. Im Betrieb des Reaktors nimmt die Temperatur der Schüttung im Bereich dieser Kreuzschraffur von oben nach unten ab, wobei zum Beispiel oben eine Temperatur von ca. 700°C bis 800°C und unten eine Temperatur von etwa 100°C herrschen kann.

Etwa in der Mitte des kreuzschraffierten Bereichs 36 oder etwas darunter ist außen an der Umfangswan­ dung 11 ein Ringflansch 40 befestigt, der in übli­ cherweise Weise mit Löchern 41 versehen ist. Dieser Ringflansch befindet sich also in einer Zone mitt­ lerer Temperatur von beispielsweise 300°C. Je nachdem, ob der Flansch weiter oben oder unten an­ gebracht wird, ändert sich die dort herrschende Temperatur.

An dem Ringflansch 40 wird ein Ringflansch 45 eines haubenförmigen Teils befestigt, das im folgenden als Haube 47 bezeichnet wird und in Fig. 1A darge­ stellt ist. Dieser Ringflansch 45 hat ebenfalls Lö­ cher 46, die mit den Löchern 41 im Ringflansch in Deckung bringbar sind und der Aufnahme von Schrau­ ben oder sonstigen Befestigungsmitteln dienen. Mit Hilfe dieser, hier nicht dargestellten Schrauben, kann die Haube an dem Gehäuse befestigt werden.

Die Haube 47 hat einen sich an den Ringflansch 45 anschließenden zylinderförmigen Abschnitt 49, der vorzugsweise aus Stahl gefertigt ist und oben in einen kreisrunden Deckel 50 übergeht, welcher eben­ falls aus Stahl bestehen kann und den oberen Ab­ schluß der Haube 47 bildet.

Die hier dargestellte Ausführungsform des Reaktors ist kreiszylindrisch, das heißt, das Gehäuse hat, ebenso wie die Haube 47, kreiszylindrische Form. Es ist auch denkbar, daß beide Teile dreieckförmig ausgebildet sind, wobei die Dreieckform des Gehäu­ ses beziehungsweise der Haube dann durch dreieckige Bereiche des Wärmetauschers vorgegeben wird. An­ stelle der dreieckigen Form können auch andere vieleckige Außenformen des Gehäuses beziehungsweise der Haube gewählt werden.

Die Haube 47 ist zur Isolation und wegen der hohen Temperatur in ihrem Inneren durchgehend mit einer feuerfesten Auskleidung versehen, die hier nur schematisch mit der Bezugsziffer 52 angedeutet ist. Das Material der Auskleidung kann beliebig gewählt werden. So ist beispielsweise eine feuerfeste Aus­ mauerung mit Feuerleichtsteinen, mit feuerfestem Zement oder mit einer feuerfesten Matte zum Bei­ spiel aus Silikaten wählbar.

Aus der Darstellung gemäß den Fig. 1A und 1B ist ersichtlich, daß die Umfangswandung 11 und die Trennwände 13, 14 und 15 nicht feuerfest ausgeklei­ det zu sein brauchen. Es reicht hier der Einsatz von hochlegiertem Stahl. Die Isolation im oberen, besonders heißen Bereich der Schüttung 35 wird durch die feuerfeste Auskleidung 52 der Haube 57 übernommen.

Die Haube 47 hat einen seitlichen Anschlußstutzen 55, durch den bei Bedarf, beispielsweise bei zu ho­ her Wärmeentwicklung während der Verbrennung des Rohgases, Heißgas entnommen werden kann, beispiels­ weise zur Wassererwärmung. Ebenso kann Heißgas auch durch das zentrale Rohr 12 entnommen werden, wo­ durch sich eine besonders kompakte Bauform des Re­ aktors ergibt.

Ferner ist an der Haube 47 ein Brenner 56 vorgese­ hen, der im Deckel 50, oder wie hier dargestellt, in der Seitenwand der Haube angeordnet sein kann. Die Flamme des Brenners ist zur Mitte des von der Haube 47 umschlossenen Raums gerichtet.

Der Innendurchmesser der Haube 47 ist so bemessen, daß zwischen ihrer Innenseite und der radialen Außenseite 13′′, 14′′ und 15′′ der Trennwände 13, 14 und 15 nur ein kleiner Spalt 51 (siehe Fig. 8) bestehen bleibt. Die Höhe der Haube 47 ist so be­ messen, daß zwischen ihrer Innenseite im Bereich des Deckels 50 und der Oberkante 13′′′, 14′′′ und 15′′′ der Trennwände nur ein kleiner Spalt 53 (siehe Fig. 8) bestehen bleibt.

Bei aufgesetzter Haube 47 wird zwischen ihrer In­ nenwand und der Oberseite der Schüttung 35 eine Oxidationskammer 60 des Reaktors 10 gebildet, in welcher die Hauptoxidation des zugeführten Rohgases stattfindet.

Bei der Verbrennung von industriellen Abgasen beziehungsweise von schadstoffhaltiger Abluft wer­ den Rohgas, Reingas und Spülgas im Wechsel durch die verschiedenen Wärmetauscherbereiche geleitet. Beispielsweise wird das Rohgas durch die Schüttung 35 im Wärmetauscherbereich 1 der Oxidationskammer 60 zugeführt und dort verbrannt. Das dabei entste­ hende Reingas wird durch die Schüttung 35 im Wärme­ tauscherbereich 2 abgeführt. Dabei muß das Gas in der Oxidationskammer 60 aus dem Oxidationskammerbe­ reich O1 oberhalb des Wärmetauscherbereichs 1 durch die Aussparungen 13′, 14′ und 15′ der Trennwände 13, 14 und 15 strömen. Dabei findet eine intensive Verwirbelung statt. Daher wird dieser Bereich der Aussparungen in den Trennwänden auch Verwirbelungs­ bereich VW genannt. Insbesondere in der Anlauf­ phase, also bei Inbetriebnahme des Reaktors, wird die Luft im Verwirbelungsbereich VW durch den Bren­ ner 56 erhitzt und auf die Reaktionstemperatur gebracht. Ein Einschalten des Brenners ist auch dann erforderlich, wenn die beim Verbrennen der Abgase frei werdende Wärme nicht ausreicht, die Reaktionstemperatur aufrecht zu erhalten.

Die Gasströmung wird durch Verstellen der Schieber beziehungsweise Klappen, die den Anschlüssen für Rohgas (A1 bis A3), Reingas (R1 bis R3) und Spülgas (S1 bis S3) zugeordnet sind, eingestellt. Dabei ist es gleichgültig, durch welchen Wärmetauscherbereich das Rohgas zugeführt und durch welchen das Reingas abgeleitet wird. Infolge der Symmetrie der An­ ordnung ergeben sich immer gleiche Verhältnisse.

Anhand der Fig. 2 und 3 wird das Verfahren zum Verbrennen von industriellen Abgasen beziehungs­ weise die Funktion des Reaktors näher erläutert. Durch Öffnen und Schließen der entsprechenden den Anschlüssen A1 bis A3, R1 bis R3 und S1 bis S3 zu­ geordneten Ventile beziehungsweise Klappen im Boden 17 des Gehäuses des Reaktors 10 werden die Gas­ ströme zyklisch weitergeschaltet, um eine Rückge­ winnung der beim Verbrennen der Gase entstehenden Wärme zu erreichen.

Fig. 2 zeigt schematisch die an den Reaktor 10 an­ geschlossenen Rohrleitungen und die zugehörigen Ventile beziehungsweise Klappen.

Das Rohgas wird über eine Leitung 62, in welche ge­ gebenenfalls ein Gebläse 63 oder eine sonstige Luftförderungseinrichtung eingeschaltet sein kann, den Anschlüssen A1, A2 und A3 und den dort angeord­ neten Ventilen dem Reaktor zugeführt. Das Reingas kann durch ein Gebläse 64 oder eine sonstige Luft­ förderungseinrichtung von den Anschlüssen R1, R2 und R3 in eine Leitung 65 abgezogen beziehungsweise gesaugt und über eine Leitung 66 beispielsweise einem Kamin, zugeführt oder über eine Leitung 20 und eine Leitung 67 als Spülgas den Anschlüssen S1 bis S3 zugeführt werden. Durch gestrichelte Dar­ stellung des Gebläses 63 soll angedeutet werden, daß auch eines der Gebläse entfallen kann.

In Fig. 2 ist durch eine gestrichelte Linie ange­ deutet, daß über eine Leitung 21 als Spülgas auch Luft, beziehungsweise Kaltluft, verwendet werden kann.

Für den Betrieb des Reaktors 10 ergeben sich zwei Möglichkeiten, nämlich Version 1 und Version 2, die anhand der Tabellen in Fig. 3 erläutert werden. Die Gasströmungen durch die Wärmetauscherbereiche des Reaktors 10 werden durch Öffnen und Schließen der den Anschlußstutzen im Boden 17 zugeordneten Ventile beziehungsweise Klappen eingestellt. In Fi­ gur 3 sind jeweils nur die geöffneten Anschlüsse, also die Anschlüsse dargestellt, deren zugehörige Klappen beziehungsweise Ventile geöffnet sind. Die anderen, nicht angegebenen Anschlüsse sind ge­ schlossen, ohne daß dies in Fig. 3 besonders er­ wähnt wird.

Durch die Ziffern 1, 2 und 3 sind die Wärmetau­ scherbereiche des Reaktors 10 gekennzeichnet. Durch einen nach oben gerichteten Pfeil wird angedeutet, das die Temperatur der Schüttung 35 des betreffen­ den Wärmetauscherbereichs zunimmt, während ein nach unten gerichteter Pfeil bedeutet, daß die Tempera­ tur der betreffenden Schüttung 35 dieses Bereichs abnimmt.

Ein horizontaler Strich zeigt an, daß die Tempera­ tur der Schüttung im wesentlichen unverändert bleibt.

Bei Version 1 des Verfahrens sind in der Phase I zunächst die Anschlüsse A1, R2 und S3 geöffnet, so daß Rohgas über die Schüttung 35 im Wärmetauscher­ bereich 1 der Oxidationskammer 60 zugeführt und dort oxidiert wird. Dieser Vorgang ist exotherm, das heißt, es wird Wärme frei. Das dabei entste­ hende heiße Gas wird als Reingas über die Schüttung 35 im Wärmetauscherbereich 2 abgeleitet. Während dieser Zeit wird die Schüttung 35 im Wärmetauscher­ bereich 3 durch Spülgas gespült.

Bei einer derartigen Gasführung nimmt die Tempera­ tur im Wärmetauscherbereich 2 zu, während sie im Wärmetauscherbereich 1 abnimmt. Dabei ergibt sich im Wärmetauscherbereich 3 aufgrund der nur kurze Zeit dauernden Spülung keine wesentliche Tempera­ turänderung.

Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel des Reaktors beziehungsweise bei der Ausführungsform des Verfahrens wird beispielsweise nach 3 Minuten zu Phase II weitergeschaltet und nach weiteren 3 Minuten zu Phase III. Danach wird - nach weiteren 3 Minuten - wieder auf Phase I umgeschaltet.

Auf diese Weise wird jeweils der durch das Reingas erhitzte Wärmetauscherbereich zur Aufheizung des zugeführten Rohgases verwendet, das sich dort gege­ benenfalls auch bereits entzünden und somit oxi­ diert werden kann.

Effektiver, aber mit einem höheren Schaltaufwand verbunden, ist die in Fig. 3 dargestellte Version 2 des Verfahrens: Hierbei liegen jeweils zwischen den Phasen Ib, IIb und IIIb, die beispielsweise 2 bis 3 Minuten dauern, Spülphasen IIa, IIIa und Ia, welche beispielsweise jeweils 10 Sekunden dauern, und während derer Rohgas aus einem Wärmetauscherbe­ reich in die Oxidationskammer gespült und dort ver­ brannt wird.

Auch bei der Version 2 in Fig. 3 sind lediglich offene Anschlüsse angegeben, die während einer Be­ triebsphase geschlossenen Anschlüsse sind jeweils nicht wiedergegeben.

Gemäß Fig. 3 sind bei der Version 2 während der Phase Ib die Anschlüsse A1, R2 und R3 geöffnet, so daß Rohgas über den Wärmetauscherbereich 1 der Oxi­ dationskammer 60 zugeführt wird, dort oxidiert und dann über die beiden parallel geschalteten Wärme­ tauscherbereiche 2 und 3 wieder abgeleitet wird. Dabei werden letztere aufgeheizt, während der Wär­ metauscherbereich 1 Wärme an das Rohgas abgibt und dadurch kälter wird. Anschließend wird während der Phase IIa der Wärmetauscherbereich 1 kurz gespült, um das noch in ihm enthaltene Rohgas in der Oxida­ tionskammer 60 zu verbrennen. Das Rohgas wird an­ sonsten während der Phase IIa durch den Wärmetau­ scherbereich 2 der Oxidationskammer 60 zugeleitet und von dort als Reingas über den Wärmetauscherbe­ reich 3 abgeleitet.

Nach dem Spülen wird dann in der Phase IIb das Reingas zusätzlich auch über den - gespülten - Wärme­ tauscherbereich 1 abgeleitet. Der weitere Vorgang der zyklischen Vertauschung ergibt sich aus Fig. 3, Version 2. Das heißt, die Zu- und Ableitung von Roh- und Reingas beziehungsweise von Spülgas wird, wie eben beschrieben, bei jeweils dem nachfolgenden Wärmetauscherbereich fortgesetzt.

Fig. 4 zeigt sehr schematisch ein vereinfachtes System mit nur zwei Wärmetauscherbereichen 70 und 71, in welchen sich ebenfalls eine Schüttung 35 aus Wärmetauschermaterial befindet. Die Wärmetauscher­ bereiche 70 und 71 haben hier jeweils einen halb­ kreisförmigen Querschnitt, der sich aus Fig. 6 er­ gibt. Die Schüttungen 35 liegen auf einem Rost 30′, an den sich unten eine Anströmkammer beziehungs­ weise ein Anströmkasten 72 beziehungsweise 73 an­ schließt. Die Anschlüsse des Anströmkastens 72 sind mit A1, S1 und R1 bezeichnet, die des Anschlußka­ stens 73 mit A2, S2 und R3, wobei wiederum die An­ schlußöffnungen A für Rohgas, die Anschlußöffnungen R für Reingas und die Anschlußöffnungen S für Spül­ gas bestimmt sind.

Die Trennwand zwischen den beiden Wärmetauscherbe­ reichen 70 und 71 und den beiden Anströmkästen 72 und 73 ist mit 74 bezeichnet. Sie hat oben in der Oxidationskammer 76 eine Durchströmöffnung 75, die in Fig. 7 dargestellt und hier im wesentlichen rechteckig ausgebildet ist. Durch diese Öffnung kann hier ein Gasstrom 77 von links nach rechts oder ein Gasstrom 78 von rechts nach links strömen, was in Fig. 4 mit entsprechenden Pfeilen angedeu­ tet ist.

Auf die Durchströmöffnung 75 ist die Flamme eines zündbaren Brenners 56′ gerichtet.

An die Oxidationskammer 76 ist seitlich eine Lei­ tung 80 angeschlossen, in welcher ein als Klappe ausgebildetes Ventil B angeordnet ist. Die Leitung 80 wird für die Spülvorgänge benötigt, die gemäß Fig. 5 während der Phasen Ib und IIb stattfinden. Die Zuführleitung für Rohgas ist in Fig. 4 mit 82 bezeichnet, die Abführleitung für Reingas mit 83. Sie führt gewöhnlich zu einem - hier nicht darge­ stellten - Kamin. Die Zuführleitung für Spülgas ist mit 84 bezeichnet.

Konstruktiv kann der in Fig. 4 dargestellte Reak­ tor 85 ähnlich ausgebildet sein wie der Reaktor 10 nach Fig. 1A und 1B. Insbesondere kann auch hier eine Haube mit feuerfester Auskleidung vorgesehen werden, die auch an die Umfangswandung 11′ ange­ schweißt sein kann. Die Haube ist allerdings in den Fig. 4 bis 7 nicht dargestellt, da diese Figuren nur eine schematische Wiedergabe zeigen.

Der durch einen Pfeil angedeutete Gasstrom 77 in der Oxidationskammer 76 entsteht in der Phase Ia, also dann, wenn die Anschlüsse A1 und R2 geöffnet sind. Diese bleiben beispielsweise 3 Minuten lang geöffnet.

Anschließend wird in der Phase Ib der Wärmetau­ scherbereich 70 durch Öffnen des Anschlusses S1 ge­ spült, wobei das ausgespülte Gas nach Verbrennung in der Oxidationskammer 76 über die Leitung 80 und das Ventil B direkt dem Kamin zugeführt wird.

Nach dem Spülen wird in Phase IIa umgeschaltet, wo­ bei der durch einen Pfeil angedeutete Gasstrom 78 entsteht, während die Anschlüsse A2 und R1 geöffnet sind. Anschließend wird gemäß Phase IIb gespült. Danach wird wieder von vorne mit Phase Ia begonnen.

Die Steuerung des Gasstroms ergibt sich aus der Tabelle gemäß Fig. 5, in der die in den einzelnen Phasen Ia, Ib, und IIa und IIb geöffneten Anschlüsse angegeben sind. Auch hier sind, wie in Fig. 3, geschlossene Anschlüsse nicht angegeben.

In Fig. 4 sind - ähnlich wie in Fig. 2 - Gebläse 63′ und 64′ vorgesehen, die die Gasströme durch den Reaktor 85 drücken beziehungsweise saugen.

In den Fig. 1, 2, 6, 7 und 8 sind die Dehnungs­ ausgleichszonen in den Trennwänden zwischen den Wärmetauscherbereichen lediglich angedeutet und mit DA gekennzeichnet. Anhand der Fig. 9 bis 12 soll deren Ausgestaltung unten näher erläutert werden.

Fig. 6 zeigt den in Fig. 4 dargestellten Reaktor 85 in Draufsicht, wobei der Deckel abgenommen wurde.

Bei dieser Darstellung sind die Umfassungswandung 11′, der in der Haube des Reaktors 85 angebrachte Brenner 56′, die mit Dehnungsausgleichszonen DA versehene Trennwand 74 zwischen den Wärme­ tauscherbereichen 70 und 71 sowie die in dieser Trennwand vorgesehene Durchströmöffnung 75 erkenn­ bar, die hier den Verwirbelungsbereich bildet. Seitlich an die Oxidationskammer 76 ist die Leitung 80 angeschlossen, in der sich ein Ventil B befin­ det.

Fig. 7 zeigt einen aufgeschnittenen Reaktor 85, wie er in den Fig. 4 und 6 dargestellt ist.

Bei dieser Figur ist die Trennwand 74 von der Seite zu sehen, so daß deren Durchströmöffnung 75 deut­ lich sichtbar ist. Durch diese hindurch erkennt man die Öffnung des Brenners 76, der auf die Durch­ strömöffnung beziehungsweise den Verwirbelungsbe­ reich des Reaktors 85 gerichtet ist. über die Durchströmöffnung 75 sind die beiden durch die Trennwand 74 voneinander separierten Bereiche der Oxidationskammer 76 miteinander verbunden.

In Fig. 7 sind weiterhin die Umfassungswandung 11′, der Wärmetauscherbereich 70 sowie dessen Schüttung 35 erkennbar.

Fig. 8 zeigt einen Teilschnitt durch einen Reaktor 10, wie er in den Fig. 1A und 1B dargestellt ist. Allerdings ist in dieser Zeichnung die Haube 47 auf das von der Umfassungswandung 11 gebildete Gehäuse des Reaktors 10 aufgesetzt. In Fig. 8 ist das zentrale Rohr 12 erkennbar, an welches die Trennwände 13, 14 und 15, hier die Trennwand 14, angeschweißt sind. Die andere Seite der Trennwände ist jeweils an der Umfassungswandung 11 ange­ schweißt. Bei dieser Darstellung ist erkennbar, daß die Trennwände im wesentlichen rechteckförmig aus­ gebildet sind, wobei an ihrer inneren oberen Ecke eine Ausnehmung 14′ vorgesehen ist, die hier eine kreisbogenförmige Begrenzungslinie aufweist.

Gestrichelt ist hier der obere Rand R′ des Gehäuses beziehungsweise der Umfassungswandung 11 einge­ zeichnet. Durch eine Schraffur ist die Schüttung 35 des Wärmetauscherbereichs 2 hervorgehoben.

Die Haube 47 ruht mit ihrem Flansch 45 auf dem an der Umfassungswandung 11 angebrachten Flansch 40 und ist auf geeignete Weise, beispielsweise durch Schrauben befestigt. Die Wandung der Haube weist eine feuerfeste Auskleidung 52 auf.

Die Innenabmessungen der Haube 47 sind so auf die Abmessungen der Trennwände beziehungsweise der Um­ fassungswand 11 abgestimmt, daß zwischen der radia­ len Außenkante 14′′ der Trennwand 14 ein Spalt 51 und zwischen der Oberkante 14′′′ der Trennwand 14 und dem Deckel 50 der Haube 47 ein Spalt 53 ver­ bleibt.

Der oberhalb der Schüttung 35 verbleibende Freiraum ist durch die Trennwände 13, 14 und 15 in drei Be­ reiche unterteilt, die aufgrund der Aussparungen 13′, 14′ und 15′ miteinander in Verbindung stehen, wobei die Gasströme im Bereich der Ausnehmungen von einem Wärmetauscherbereich zum anderen übertreten können. Dabei tritt eine Verwirbelung der Gase ein, so daß dieser Übergangsbereich als Verwirbelungsbe­ reich VW bezeichnet wird.

Bei dieser Darstellung ist die Dehnungsausgleichs­ zone DA der Trennwand 14 lediglich angedeutet. De­ ren genauere Ausgestaltung wird anhand der Fig. 9 bis 12 näher erläutert.

Fig. 9 zeigt eine beliebige in den genannten Figu­ ren dargestellte Trennwand, die - von oben gesehen - eine Dehnungsausgleichszone DA aufweist, die hier U-förmig ausgebildet ist.

Gemäß Fig. 10 ist ein Ausführungsbeispiel einer Trennwand dargestellt, die, von oben gesehen, be­ ziehungsweise im Schnitt dargestellt, eine Deh­ nungsausgleichszone DA aufweist, die im wesentli­ chen S-förmig ausgebildet ist.

Gemäß Fig. 11 erstreckt sich die Deh­ nungsausgleichszone einer der in den Figuren darge­ stellten Trennwände über deren gesamte Länge, wobei die Dehnungsausgleichszone mäanderförmig ausgebil­ det ist. Die Form der einzelnen Mäander ist für die Funktion der Dehnungsausgleichszone von untergeord­ neter Bedeutung. So können die einzelnen Bögen der Mäander kreisbogenförmig ausgebildet sein oder eine beliebige Krümmung aufweisen. Auch können die ein­ zelnen Mäander rechteckig, trapezförmig, oder drei­ eckförmig ausgebildet sein.

Eine weitere Variante der Ausbildung der Dehnungs­ ausgleichszone ist in Fig. 12 dargestellt. Hier ist die Trennwand mit mehreren Hinterschneidungsbe­ reichen versehen.

Die in den Fig. 9 bis 12 dargestellte Dehnungs­ ausgleichszone DA der Trennwände hat die Funktion, eine auf der Temperaturerhöhung beruhenden Ausdeh­ nung der Trennwand abzufangen. Die Trennwände sind einerseits an der Umfangswandung und andererseits an dem zentralen Rohr innerhalb des Reaktors befe­ stigt beziehungsweise - gemäß Fig. 6 - als durchge­ hende Trennwand ausgebildet. Auch bei der durchge­ henden Trennwand dieses Ausführungsbeispiels tritt eine auf der Temperaturerhöhung beruhende Ausdeh­ nung beziehungsweise Verlängerung der Trennwand ein, die durch die Dehnungsausgleichszone DA ausge­ glichen wird.

Bei der U-förmigen Ausgestaltung der Dehnungsaus­ gleichszone gemäß Fig. 9 wird bei einer Erwärmung der Trennwände der U-förmige Bogen der Trennwand zusammengestaucht, also deren Breitenausdehnung ab­ gefangen. Dasselbe gilt für die S-förmige Ausge­ staltung der Dehnungsausgleichszone gemäß Fig. 10 und insbesondere für die mäanderförmige Ausbildung der Dehnungsausgleichszone DA gemäß den Fig. 11 und 12. Die dort dargestellte Trennwand ist quasi als Wellblech ausgebildet, so daß hier auf Tempera­ turerhöhungen beruhende Ausdehnungen optimal abge­ fangen werden können.

Während bei herkömmlichen Reaktoren das Gehäuse im Bereich der Wärmetauscherbereiche höchster Tempera­ tur besonders stark ausgedehnt wird, so daß die Um­ fangswandung quasi ausgebaucht wird, bleibt die Außenform des Reaktors aufgrund der Dehnungsaus­ gleichszonen DA, wie sie hier bei den erfindungsge­ mäßen Reaktoren vorgesehen sind, praktisch unverän­ dert. Eine Formänderung des Gehäuses wird auch nach Abkühlung des Gehäuses meist nicht reversibel sein, da die Schüttung bei einer Aufweitung des Gehäuses und bei einer damit verbunden Volumenzunahme zusam­ mensackt und den entstandenen Hohlraum ausfüllt. Bei der anschließenden Abkühlung des Gehäuses ent­ stehen hohe Zugkräfte in den Trennwänden, die die Schweißnähte an der Umfangswandung und an der ge­ meinsamen Stelle beziehungsweise an dem zentralen Rohr 12 gefährden. Dieses Phänomen wird also durch die Dehnungsausgleichszonen vermieden, so daß hier eine thermische Stabilisierung des Reaktors sicher­ gestellt ist.

Fig. 13 zeigt - stark vereinfacht - das zentrale Rohr 12 beispielsweise des in Fig. 1B dargestell­ ten Reaktors. Das Rohr ist hier doppelwandig ausge­ bildet, das heißt, im Inneren des Rohres 12 ist ein weiteres Rohr 12a angeordnet. Beide Rohre enden hier auf gleicher Höhe an der unteren Kante der Ausnehmungen 13′, 14′ und 15′ der Trennwände 13, 14 und 15. In Fig. 12 ist links die Trennwand 15 bei­ spielhaft dargestellt.

Gemäß Fig. 13 verläuft das Innenrohr 12a über einen Bereich konzentrisch zum äußeren Rohr 12.

Beide Rohre durchstoßen den Rost 30, auf dem die Schüttung 35 der Wärmetauscherbereiche 1 bis 3 ruht. Sie verlaufen auch noch beim Durchtritt durch den Boden 17 des Gehäuses konzentrisch zueinander. Danach beschreibt das innere Rohr 12a einen Bogen und tritt durch die Wandung des äußeren Rohres 12.

Unterhalb der Austrittsstelle des inneren Rohrs 12a weist das äußere Rohr 12 ein Ventil beziehungsweise eine Klappe K1 auf. In dem aus dem äußeren Rohr 12 herausgetretenen Rohr 12a ist ebenfalls ein Ventil beziehungsweise eine Klappe K2 vorgesehen.

In das innere Rohr 12a wird, gesteuert von der Klappe K2, bei Bedarf Kaltluft eingeblasen, die durch in der Wandung des Rohres 12a vorgesehene Öffnungen, die hier durch kleine Pfeile angedeutet werden, austreten kann.

In Fig. 14 sind gleiche Teile mit gleichen Bezugs­ zeichen versehen. Dort ist wiederum ein schemati­ scher Schnitt durch den Reaktor 10 in Fig. 1B dar­ gestellt. Innerhalb des zentralen Rohres 12′ ver­ läuft wiederum ein inneres Rohr 12′a, welches in seiner Außenwand durch Pfeile angedeutete Öffnungen aufweist. Beide Rohre verlaufen konzentrisch durch den Rost 30 und den Boden 17 des Gehäuses des Reak­ tors 10. Danach ist das äußere Rohr 12′ unter einem Bogen fortgesetzt zu einem rechtwinklig zum Rohr 12′ angeordneten Anschluß, in dem eine Klappe K2 angeordnet ist. Das innere Rohr 12′a durchstößt die Wandung des Rohres 12′ im Bereich des Bogens. Un­ terhalb dieser Durchbruchsstelle ist eine Klappe K1 in dem inneren Rohr 12′a angeordnet.

Durch das Rohr 12 (Fig. 13) beziehungsweise 12′ (Fig. 14) kann bei Bedarf heißes Reingas aus dem Verwirbelungsbereich VW der Oxidationskammer abge­ saugt werden. Heißes Reingas wird insbesondere dann abgezogen, wenn - beispielsweise bei einer hohen Lö­ sungsmittelbelastung des Rohgases - die Temperatur im Inneren des Reaktors zu hoch wird. Die Steuerung des abgezogenen Heißgases erfolgt über die Klappe K1 in den Fig. 12 und 13. Die Temperatur des ab­ gezogenen Heißgases ist ganz besonders hoch, da das Gas unmittelbar aus der Reaktionszone abgezogen wird. Die den Heißgasstrom steuernde Klappe K1 ist daher besonders wärmebelastet und muß aus hochwer­ tigen Materialien bestehen.

Vorzugsweise wird daher das zentrale Rohr des Reak­ tors doppelwandig ausgeführt, das heißt, es wird im Inneren des Rohres 12 in Fig. 13 ein zentrales Rohr 12a angeordnet, durch welches, gesteuert von der Klappe K2, Kaltluft eingeblasen werden kann. Diese strömt nicht nur durch die angedeuteten Öff­ nungen sondern auch oben aus dem zentralen Rohr 12a aus und wird mit dem Heißgas in den das innere Rohr 12a umgebenen Ringraum des Rohrs 12 gesaugt, sobald Heißgas nach Öffnen der Klappe K1 aus der Oxidati­ onskammer gezogen wird. Durch die zugeleitete Kalt­ luft ergibt sich ein Gasgemisch, dessen Temperatur wesentlich, beispielsweise um 300°C herabgesetzt ist gegenüber dem in der Oxidationskammer vorhan­ denen Heißgas. Die den Heißgasstrom steuernde Klappe K1 kann daher weniger aufwendig gebaut sein und ist folglich preiswerter herstellbar. Insgesamt wird also die thermische Belastung dieses Bereichs des Reaktors reduziert.

Ähnliches gilt für Fig. 14. Dort wird das Heißgas durch das zentrale Rohr 12′a abgezogen. Dieses heiße Gas wird durch die Klappe K1 gesteuert, die entsprechend temperaturresistent sein muß, wenn sie unmittelbar mit dem aus der Oxidationskammer stam­ menden Heiß- beziehungsweise Reingas beaufschlagt wird.

Dadurch, daß das Rohr, welches das Heißgas führt, also das zentrale Rohr 12′a, durch das äußere Rohr 12′ umgeben ist, in welches Kaltluft über die Klappe K2 eingeführt wird, findet aufgrund der Mi­ schung von Heißgas und Kaltluft eine Reduktion des auf die Klappe K1 auftreffenden Gases statt. Auch hier kann die Temperatur des Heißgases von bei­ spielsweise 800°C auf beispielsweise 500°C und weniger reduziert werden. Dadurch kann also auch hier die thermische Belastung des Reaktors stark reduziert werden, also eine preiswertere Klappe eingesetzt werden.

Aus dem oben Gesagten wird deutlich, daß eine rela­ tiv einfache Möglichkeit der Temperaturbeeinflus­ sung in der Oxidationskammer durch Abzug des Heiß­ gases geschaffen wurde. Dabei ist es für das Ver­ fahren letztlich belanglos, wie das Heißgas abgezo­ gen wird. Insbesondere ist es möglich, auf das zen­ trale Rohr des Reaktors zu verzichten, wenn die einzelnen Trennwände so aneinandergeführt werden, daß ein zentraler Freiraum verbleibt, durch den dann das Heißgas abgezogen werden kann. Auch ist die Art der Befestigung der Trennwände an einem zentralen Rohr für die Funktion der Temperatureinstellung belanglos. Es kann also eine beliebige Verbindung zwischen Rohr und Trennwänden vorgesehen werden, sofern eine ausreichende Temperaturbeständigkeit gewährleistet ist.

Insgesamt ist es möglich, die Wärmetauscher und die Oxidationskammer in einem runden zylindrischen Ge­ häuse unterzubringen, welches aufrecht angeordnet ist. Am oberen Ende dieses Gehäuses befindet sich die Oxidationskammer, in der Mitte die Wärmetau­ scher und unten die Anströmkammern für die Wärme­ tauscher. Der dabei entstehende Reaktor ist also sehr kompakt aufgebaut und läßt sich schnell und kostengünstig aufheizen. Andererseits werden die bei dieser räumlichen Gestaltung auftretenden ther­ mischen Belastungen durch die hier beschriebenen Maßnahmen sehr weit reduziert, also durch die Deh­ nungsausgleichszonen der Trennwände, durch die Mög­ lichkeit der Absaugung von Heißgas aus der Oxidati­ onskammer und durch die Zumischung von Kaltluft.

Das zylindrische Gehäuse wird intern durch die Trennwände in Sektoren geteilt. Die Trennwände sind gasdicht und verhindern grundsätzlich einen direk­ ten Gasübertritt zwischen den Wärmetauscherberei­ chen.

Das obere Ende des zylindrischen Gehäuses bildet das "heiße Ende", das heißt, die Oxidationskammer. Diese wird gegen die Atmosphäre durch die Haube 47 abgeschlossen, die mit dem zylindrischen Gehäuse verschraubt oder verschweißt werden kann. Es ist hier nur eine Haube erforderlich, welche über das Gehäuse gestülpt wird und dieses durch übergrei­ fende Wandbereiche in seinen heißen Bereichen ra­ dial isoliert. Die Verbindungsstelle zwischen Haube und Gehäuse, beispielsweise der Flansch 40 bezie­ hungsweise 45 in den Fig. 1A und 1B, kann so an­ geordnet werden, daß die Temperatur des Wandbe­ reichs der Reaktors hier relativ niedrig ist. Das heißt, der Flansch wird etwa in die Mitte bezie­ hungsweise etwas unterhalb der Mitte des Schüt­ tungsbereichs 36 gelegt. Daher ist die Verbindungs­ stelle thermisch relativ wenig belastet und kann das Gewicht der Haube besser aufnehmen, da sie we­ gen der niedrigeren Temperatur eine höhere Festig­ keit hat.

Die Wärmetauscher bestehen bei dem hier beschriebe­ nen Reaktor aus keramischem Schüttgut 35, das auf einem Siebboden beziehungsweise einem Tragrost 30, 30′ aufgeschüttet wird. Alternativ könnten auch Waben aus Metall verwendet werden.

Die Trennwände 13 bis 15 werden über die Oberkante der Wärmetauscherschüttung in die Haube 47 hinein­ gezogen, um die für die vollständige Verbrennung der das Rohgas belastenden Stoffe erforderliche Verweildauer der heißen Gase in der Oxidationskam­ mer 60 beziehungsweise 76 zu erreichen. Je höher die Zwischenwände im Bereich der Oxidationskammer, insbesondere im Bereich des tiefsten Punkts der Aussparungen 13′, 14′ und 15′ ist, um so länger verweilt das Gas innerhalb der Oxidationskammer. Der Übertritt von dem Bereich eines Wärmetauschers in den anderen erfolgt über die Aussparungen bezie­ hungsweise über den Verwirbelungsbereich VW. Durch die Aussparungen werden eine Einschnürung der Strö­ mung, eine Geschwindigkeitserhöhung der Gasströmung und nachfolgend eine gute Durchmischung durch Tur­ bulenz erreicht.

Der Brenner 56 in der Haube ist so angeordnet, daß die Rauchgaszumischung zum Heißgas in der Oxidati­ onskammer gerade dort erfolgt, wo durch die Aus­ schnitte eine hohe Verwirbelung und gute Durchmi­ schung mit dem Heißgas erfolgen. Durch die symmetrische Form können so beim Überströmen von jedem einzelnen Wärmetauscherbereich zum anderen gleiche Bedingungen der Überströmung und Zumischung von Brennerrauchgas erreicht werden, also auch bei der Oxidation des Rohgases.

Bei der Wahl eines zylindrischen Gehäuses ist eine besonders druckfeste Ausführung des Reaktors mög­ lich, der somit höhere Innendruckwerte erträgt, als beispielsweise eckige Reaktoren.

Die Wärmeverluste des Reaktors sind gering, da die kreiszylindrische Bauform eine geringe Oberfläche im Vergleich zum Volumen hat. Vorzugsweise wählt man daher auch die Höhe des Reaktors etwa gleich seinem Durchmesser. Die Trennwände 13, 14, 15 und 74 brauchen nicht unbedingt isoliert zu werden, da die durch sie übertretende Wärme einen weiteren Wärmerückgewinn darstellt.

Die Umfangswandung 11, 11′ muß nicht ausgemauert werden, da ihr Material im heißen Bereich keine tragende Funktion hat. Die Haube 47 kann innen feu­ erfest ausgebaut oder auch außen isoliert sein. Ihre rotationssymmetrische Form gemäß den hier dar­ gestellten Figuren ist besonders kostengünstig her­ stellbar.

Die beim Anfahren aufzuwärmenden Massen sind ge­ ring, da die Massen an Stahl, Ausmauerung und Schüttgut klein sind und keine Totraumvolumina be­ ziehungsweise Totraummassen vorhanden sind. Daher ist die Aufheizenergie gering und die Aufheizdauer kurz.

Die Haube 47 kann im Bereich der Aussparungen 13′, 14′ und 15′ beziehungsweise im Verwirbelungsbereich VW auch eine nach oben gerichtete Höhlung aufwei­ sen, die auch so groß gewählt werden kann, daß auf die Aussparungen in den Trennwänden verzichtet wer­ den kann. Die Verwirbelung der überströmenden Gase findet dann, wenn die Aussparungen weggelassen sind, gänzlich in der Ausbauchung des Deckels der Haube statt. Das zentrale Rohr 12 mündet dann in diesem in der Haube gebildeten Verwirbelungsbe­ reich.

Das untere Ende des zylindrischen Gehäuses ist das "kalte Ende", das als Anströmungskammer für die Wärmetauscherbereiche ausgebildet sein kann (ver­ gleiche 72 und 73 in Fig. 4 und AK1 bis AK3 in Fi­ gur 1B). Es sind auch andere Anströmbereiche mög­ lich. Die Anströmungskammern weisen die Anschlüsse A1 bis A3, R1 bis R3 und S1 bis S3 für Rohgas, Reingas und Spülgas auf. Es sind hier Ventile be­ ziehungsweise Klappen für die einzelnen Anschlüsse vorgesehen.

Zur Regelung des autothermen Betriebs, in dem in der Oxidyationskammer bei der Reinigung der Gase Wärme entsteht, kann Heißgas über das Rohr 12 be­ ziehungsweise den Anschluß 55 entnommen werden. Die Steuerung der Entnahme erfolgt durch eine Heißgas­ klappe 90 (Fig. 1B und 2) beziehungsweise K1 (Fi­ gur 13 und 14), die bevorzugt im "kalten Bereich" angeordnet wird, oder in den Anschluß 55 eingebaut ist. Die Gase werden durch den Reaktor mittels ei­ nes Gebläses 64 hindurchgezogen oder mit Hilfe ei­ nes Gebläses 63 hindurchgedrückt. Im ersteren Fall mündet die Heißluftleitung 12, 55, 80 in die Rein­ gasleitung am Ansaugstutzen des Gebläses 64, im letzteren Fall in dem wegzuleitenden Reingas, also in dem dem Kamin zugeführten Gasstrom.

Die gleiche Bauform des Reaktors kann für den Be­ trieb mit einem Katalysator verwendet werden. Dabei wird dann das Schüttgut 35 von oben her, teilweise oder vollständig, durch Katalysator-Schüttmaterial, oder durch einen Wabenkatalysator ersetzt. Der Re­ aktor arbeitet dann als katalytischer Verbrennungs­ reaktor und ist vielseitig einsetzbar. Die Oxidati­ onszone wird ganz oder teilweise in den Wärmetau­ scherbereich verlagert. Da bei dem Katalysatorbe­ trieb die Betriebstemperatur niedriger ist, können entsprechende konstruktive Modifikationen vorgenom­ men werden, beispielsweise andere Werkstoffe ver­ wendet werden, beziehungsweise die Wandstärken des Reaktors zum Teil reduziert werden.

Der hier beschriebene Reaktor ist sehr kompakt und kann daher als Ganzes transportiert werden. Dadurch verkürzt sich die Aufstellungszeit am Benut­ zungsort.

Claims (17)

1. Regenerativ-Reaktor zum Verbrennen von industri­ ellen Abgasen, insbesondere von schadstoffhaltiger Abluft, mit mehreren in einem eine Umfangswandung (11; 11′) aufweisenden Gehäuse untergebrachten Wär­ metauscherbereichen (1, 2, 3; 70, 71), die durch Gas­ dichte an der Umfangswandung angebrachte Trennwände (13, 14, 15; 74) voneinander getrennt jeweils zueinan­ der benachbart angeordnet sind, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Trennwände (13, 14, 15; 74) zur Re­ duktion der auf die Umfangswandung (11; 11′) wirken­ den Kräfte mit mindestens einer Dehnungsausgleichs­ zone (DA) versehen sind.

2. Reaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dehnungsausgleichszone (DA) mindestens einen im Schnitt U-förmigen, S-förmigen oder mäan­ derförmig ausgebildeten Bereich aufweist und/oder mit Hinterschneidungen versehen ist.

3. Reaktor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sich die Dehnungsausgleichszone (DA) über die ganze Breite der Trennwand (1, 2, 3; 74) er­ streckt.

4. Reaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwände (1, 2, 3; 74) gewellt ausgebildet sind.

5. Reaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwände (1, 2, 3; 74) doppelwandig ausgebildet sind.

6. Reaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse vieleckig oder zylindrisch ausgebildet ist, und daß die Trennwände (1, 2, 3), ausgehend von der Umfangswan­ dung, alle im wesentlichen an einer Stelle (12) zu­ sammentreffen.

7. Reaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwände (1, 2, 3) an einem gemeinsamen Rohr (12) angebracht sind, welches vorzugsweise in der Oxidationskammer (60) mündet und im Bereich eines Bodens (17) aus dem Ge­ häuse austritt.

8. Reaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (12) doppel­ wandig ausgebildet ist.

9. Reaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das doppelwandige Rohr ein inneres und ein äußeres Rohr (12a, 12; 12′a, 12′) aufweist, von denen eines dem Abzug von Gas aus der Oxidationskammer (60) und das andere der Zufuhr von Luft, vorzugsweise von Kaltluft, dient.

10. Reaktor nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß in dem den Abzug des Gases aus der Oxidationskammer dienenden Rohr (12; 12′) eine Klappe (K1) angeordnet ist, die mit einem Gemisch aus dem abgezogenen Gas und der zuge­ führten Luft beaufschlagbar ist.

11. Reaktor nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwände (13, 14, 15; 74) das Gehäuse im wesentlichen auf gan­ zer Länge durchlaufen, so daß auf der einen Seite der Wärmetauscherbereiche (1, 2, 3; 70, 71) getrennte Anströmkammern (AK1, AK2, AK3; 72, 73) gebildet werden und auf der anderen Seite jeweils einen Wärmetau­ scherbereichen zugeordnete Oxidationsbereiche (O1, O2, O3) gebildet werden, die über einen allen Oxidationsbereichen gemeinsamen Verwirbelungsbe­ reich (VW; 75) verbunden sind.

12. Reaktor nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse eine die Oxidationskammer abschließende Abdeckung (47) aufweist, die die Umfangswandung (11) zumindest be­ reichsweise überdeckt und vorzugsweise auf ihrer Innenseite mit einem feuerfesten Überzug (52) ver­ sehen ist.

13. Reaktor nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß Anschlüsse für Rohgas (A1, A2, A3), Reingas (R1, R2, R3) und Spülgas (S1, S2, S3) in den Anströmkammern (AK1, AK2, AK3) mün­ den und vorzugsweise in dem der Oxidationskammer gegenüberliegenden Ende des Gehäuses angeordnet und jeweils einem Wärmetauscherbereich (1, 2, 3; 72, 73) zugeordnet sind.

14. Reaktor nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß ein zumindest die Oxidationskammer (60; 76) aufheizender Brenner (56; 56′) vorgesehen ist.

15. Reaktor nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmetauscher­ material (35) ganz oder teilweise durch Katalysa­ tormaterial ersetzbar ist.

16. Verfahren zum Verbrennen von industriellen Ab­ gasen insbesondere von schadstoffhaltiger Abluft, insbesondere mit Hilfe eines Regenerativ-Reaktors nach einem der Ansprüche 1 bis 15, bei dem durch die Wärmetauscherbereiche im Wechsel Reingas, Roh­ gas und Spülgas geleitet werden, um einerseits die Wärme des Reingases in die Wärmetauscherbereiche überzuleiten, andererseits die Wärme aus dem Wär­ mertauscherbereichen in das Rohgas überzuführen und schließlich, um Rohgas aus dem Wärmetauscherberei­ chen auszuspülen, dadurch gekennzeichnet, daß als Spülgas Frischluft verwendet wird.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekenn­ zeichnet, daß aus der Oxidationskammer Heißgas ab­ gezogen wird und daß diesem dabei Frischluft, vor­ zugsweise Kaltluft zugeführt wird.