[0001] Die Erfindung betrifft eine mobile Verbrennungsanlage für Schadgas, ein Verfahren
zum Verbrennen von Schadgas sowie eine Verwendung einer mobilen Verbrennungsanlage
zum Verbrennen von Schadgas.
[0002] Mobile Verbrennungsanlagen werden typischerweise für eine umweltgerechte Entsorgung
belasteter Abgase oder Ablüfte, insbesondere gemäß immissionsschutzrechtlichen Regelungen,
wie beispielsweise den Anforderungen nach TA-Luft (Technische Anleitung zur Reinhaltung
der Luft), beispielsweise in Raffinerien oder (Petro-)Chemischen Anlagen, in Tanklagern,
im Bereich der Industrielackierung/- beschichtung, Gasverdichteranlagen, Gasspeicheranlagen,
Deponieanlagen, Grubengasanlagen und Biogasanlagen eingesetzt. Die TA Luft stellt
für Deutschland das zentrale Regelwerk zur Verringerung von Emissionen und Immissionen
von Luftschadstoffen aus immissionsschutzrechtlich genehmigungsbedürftigen Anlagen
dar. Je nach Einsatzgebiet einer mobilen Verbrennungsanlage können auch weitere und/oder
andere immissionsschutzrechtliche Regelungen zu beachten sein.
[0003] Bekannte mobile Verbrennungsanlagen weisen einen Brenner auf, mit dem Schadgas verbrannt
werden kann. Um den Verbrennungsprozess zu unterstützen kann dem Brenner dabei ein
gut brennbares Stützgas zugeführt werden. Der Brenner ist in der Regel unterhalb eines
Flammrohrs angeordnet, wobei das Flammrohr typischerweise mehrere Meter lang ausgeführt
ist, da die darin vorhandene Flamme gesichert sein muss und das Abgas mit einer hohen
Temperatur aus dem Flammrohr abgeführt wird.
[0004] Ein Nachteil bekannter mobiler Verbrennungsanlagen liegt darin, dass der Aufbau der
Anlagen relativ zeitaufwändig ist, insbesondere durch das Aufstellen eines Flammrohrs
und durch die Explosionsschutzsicherung, die aufgrund der hohen Anforderungen an den
Explosionsschutz notwendig ist. Ferner kann es nachteilig sein, wenn Regen durch das
Flammrohr in den Bereich des Brenners gelangt, da dann ein Verbrennungsprozess gegebenenfalls
nicht möglich ist. Des Weiteren ist die Energieeffizienz von vorbekannten mobilen
Verbrennungsanlagen, insbesondere durch einen hohen Einsatz von Stützgas, relativ
gering.
[0005] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde eine verbesserte Lösung bereitzustellen,
welche wenigstens eines der genannten Probleme adressiert. Insbesondere ist es Aufgabe
der Erfindung, eine Lösung bereitzustellen, die die Verbrennung von Schadgas verbessert,
indem die Energieeffizienz des Verbrennungsprozesses verbessert wird, die Instanthaltungskosten
der Verbrennungsanlage verringert werden und der Aufbau der Anlage weniger zeitaufwändig
wird.
[0006] Gemäß einem ersten Aspekt wird die eingangs genannte Aufgabe gelöst durch eine mobile
Verbrennungsanlage für Schadgas, insbesondere für Schadgas mit einem Bereitstellungsdruck
von 0 bis 35 mbar und/oder für korrosives und/oder kristallbildendes und/oder dampfüberlagertes
Schadgas und/oder für Schadgas mit einer Bereitstellungstemperatur von über 50°C,
umfassend eine geschlossene Brennkammer mit einer Brenneranordnung zur Verbrennung
von Schadgas und/oder Stützgas, eine Verbrennungsluftleitung mit einem, vorzugsweise
als Ventilator oder als Venturi-Gebläse ausgebildeten, Verbrennungsluftgebläse zur
Zufuhr von Verbrennungsluft zu der Brenneranordnung, eine Abgasleitung zur Abfuhr
von Verbrennungsabgas aus der Brennkammer, einen Verbrennungsluftwärmetauscher, der
angeordnet ist, mindestens einen Teil der Verbrennungsluft mittels mindestens eines
Teils des Verbrennungsabgases zu erwärmen, vorzugsweise auf eine Temperatur zwischen
300°C und 750°C, wobei die Abgasleitung ein Abgasgebläse aufweist, das stromabwärts
vom Verbrennungsluftwärmetauscher angeordnet ist.
[0007] Unter Schadgas ist insbesondere gasförmiger Schadstoff zu verstehen. Vorzugsweise
können die Begriffe Schadgas und Prozessgas synonym verwendet werden. Schadgas kann
insbesondere umweltgefährlich und gesundheitsschädlich sein. Schadgas kann beispielsweise
in Raffinerien oder (Petro-)Chemischen Anlagen, in Tanklagern, im Bereich der Industrielackierung/-beschichtung,
auf Bohrinseln, auf Tankschiffen, Gasverdichteranlagen, Gasspeicheranlagen, Deponieanlagen,
Grubengasanlagen und Biogasanlagen vorhanden sein, insbesondere in geschlossenen Anlagen
und/oder Tanks. Schadgas kann beispielsweise Kohlenwasserstoffe, insbesondere Methan,
umfassen oder daraus bestehen, und/oder Naphtalin umfassen. Schadgas kann auch beispielsweise
Ammoniak und/oder Schwefelwasserstoff umfassen oder daraus bestehen.
[0008] Beispielsweise können vor einer Reinigung eines Tanks, in dem Schadgase vorhanden
sind, mittels der mobilen Verbrennungsanlage Gase und Dämpfe aus dem Tank extrahiert
und umweltgerecht entsorgt werden. Vorzugsweise ist auch während einer Reinigung eines
Tanks eine Entgasung des Tanks mittels der mobilen Verbrennungsanlage möglich. Eine
Reinigung kann dadurch beschleunigt und umweltschädliche Emissionen vermieden werden.
[0009] Schadgas mit einem Bereitstellungsdruck von 0 bis 35 mbar ist insbesondere als Schadgas
zu verstehen, dass mit einem Druck zwischen 0 mbar und 35 mbar relativ zum Umgebungsdruck
bereitgestellt wird. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn in einem Tank oder
anderem Behälter, der mittels der mobilen Verbrennungsanlage entgast werden soll,
ein Schadgas keinen Überdruck oder nur einen geringen Überdruck im Bereich von 0 mbar
bis 35 mbar, relativ zum Umgebungsdruck aufweist. Vorzugsweise kann die Verbrennungsanlage
auch für ein Schadgas mit einem Bereitstellungsdruck von 0 bis 50 mbar oder 0 bis
55 mbar oder 0 bis 60 mbar verwendet werden. Ein Vorteil der hier beschriebenen mobilen
Verbrennungsanlage liegt darin, dass wenn kein Überdruck oder nur ein sehr geringer
Überdruck vorhanden ist, eine Entgasung des Tanks mittels der mobilen Verbrennungsanlage
trotzdem möglich ist, ohne dass ein Ventilator und/oder ein Gebläse in der Schadgasleitung
oder an der Schadgasleitung vorhanden sein muss. Die mobile Verbrennungsanlage ist
vorzugsweise derart ausgebildet, dass mittels des Abgasgebläses ein Unterdruck in
der geschlossenen Brennkammer erzeugt wird und durch diesen Unterdruck in der geschlossenen
Brennkammer eine Ansaugung des Schadgases durch die Schadgasleitung zur geschlossenen
Brennkammer erfolgen kann.
[0010] Die angegebenen Druckwerte sind vorzugsweise jeweils als relativer Druck zu verstehen,
wobei als Bezugsgröße der Umgebungsdruck verwendet wird.
[0011] Korrosives Schadgas und/oder kristallbildendes Schadgas und/oder dampfüberlagertes
Schadgas und/oder für Schadgas mit einer Bereitstellungstemperatur von über 50°C,
insbesondere über 70°C, 80°C oder 100°C, kann sich negativ auf Bauteile von vorbekannten
Verbrennungsanlagen auswirken. Dabei ist unter korrosivem Schadgas insbesondere Schadgas
zu verstehen, das Stoffe aufweist, die stark korrosionsfördernd sind. Unter kristallbildendem
Schadgas ist insbesondere Schadgas zu verstehen, das bei bestimmten Umgebungsbedingungen
Kristalle ausbilden kann. Unter dampfüberlagertem Schadgas ist insbesondere Schadgas
zu verstehen, das Dämpfe aufweist. In der Schadgasleitung ist vorzugsweise ein Kondensatabscheider
angeordnet, der ausgebildet ist, Kondensat in der Schadgasleitung aus der Schadgasleitung
abzuleiten.
[0012] Unter Schadgas mit einer Bereitstellungstemperatur von über 50°C, insbesondere über
70°C, 80°C oder 100°C, ist insbesondere Schadgas zu verstehen, dass die mobile Verbrennungsanlage
mit einer Temperatur von über 50°C, insbesondere über 70°C, 80°C oder 100°C, erreicht.
Die Temperatur des Schadgases wird vorzugsweise mittels eines Temperatursensors, insbesondere
mittels eines Widerstandsthermometers, besonders bevorzugt mit einem Platin-Messwiderstand,
beispielsweise Pt100-Messwiderstand, gemessen, wobei der Temperatursensor beispielsweise
für einen Temperaturbereich von 0°C bis 200°C ausgelegt sein kann. Die Temperaturmessung
erfolgt vorzugsweise in der Schadgasleitung, bevorzugt im Bereich des Eintritts des
Schadgases in die Verbrennungsanlage, sodass die Temperatur des Schadgases eintrittsseitig
am Übergabepunkt der Verbrennungsanlage bestimmbar ist. Bevorzugt wird auch an weiteren
Positionen der Schadgasleitung die Temperatur des Schadgases gemessen, vorzugsweise
mittels weiterer Temperatursensoren. Die Temperaturmessung kann bzw. die Temperaturmessungen
können auch mittels eines Thermoelements oder mehrerer Thermoelemente erfolgen.
[0013] Negative Auswirkungen auf Bauteile von vorbekannten Verbrennungsanlagen können insbesondere
an Ventilatoren und/oder Gebläsen, die zum Ansaugen des Schadgases in einer Schadgasleitung
angeordnet sind, auftreten, wenn diese durch Korrosion beschädigt werden. Ferner kann
dies der Fall sein, wenn durch Kristallbildung Bauteile der Verbrennungsanlage, insbesondere
Ventilatoren und/oder Gebläse beschädigt werden. Dies kann beispielsweise dann negative
Auswirkungen haben, wenn ein Stoff wie z.B. Naphtalin im Schadgas auftritt, der bei
bestimmten Temperaturen ausfällt und Kristalle bildet. Insbesondere kann Naphthalin
weiße Kristallblättchen ausbilden, die bei ca. 80 °C zu einer farblosen Flüssigkeit
schmelzen. Durch das Ausbilden der Kristallblättchen können beispielsweise Ventilatoren
und/oder Gebläse einer vorbekannten Verbrennungsanlage, die zum Ansaugen des Schadgases
in einer Schadgasleitung angeordnet sind, beschädigt werden und es bedarf dann der
regelmäßigen Reparatur und/oder des regelmäßigen Austauschs des Ventilators.
[0014] Bevorzugt umfasst die Verbrennungsanlage eine, vorzugsweise elektrische, Heizvorrichtung,
die ausgebildet ist, Schadgas in der Schadgasleitung auf eine Temperatur von vorzugsweise
mindestens 80°C, besonders bevorzugt mindestens 90°C, insbesondere ungefähr 100°C,
zu erwärmen. Die Heizvorrichtung ist vorzugsweise mittels der Steuerungseinrichtung
steuerbar, wobei die Steuerungseinrichtung in Abhängigkeit von den gemessenen Temperaturen
in der Schadgasleitung die Heizvorrichtung derart steuert, dass eine gewünschte Temperatur
des Schadgases in der Schadgasleitung erreicht wird und/oder eine vorgegebene Mindesttemperatur
des Schadgases in der Schadgasleitung nicht unterschritten wird. So kann beispielsweise
sichergestellt werden, dass bei Naphtalin-haltigem Schadgas nicht innerhalb der Schadgasleitung
eine Kristallbildung auftritt, die sich nachteilig auf die Schadgasleitung und den
Verbrennungsprozess auswirken könnte.
[0015] Die Schadgasleitung weist vorzugsweise eine Wärmedämmung auf, wobei die Wärmedämmung
bevorzugt entlang der Schadgasleitung um die Schadgasleitung angeordnet ist. Mit einer
solchen Wärmedämmung kann eine Reduktion des Durchganges von Wärmeenergie vom Inneren
der Schadgasleitung zum Äußeren der Schadgasleitung erreicht werden, sodass das Schadgas
eine möglichst konstante Temperatur entlang der Schadgasleitung aufweist.
[0016] Eine hohe Temperatur des Schadgases kann problematisch sein, denn je höher die Temperatur
des Schadgases ist, desto beanspruchter sind in der Regel die Bauteile. Die Komponenten,
die einem solchen Schadgas ausgesetzt sind, können beschädigt und/oder verunreinigt
werden. Außerdem kann der Verschleiß erhöht sein, da die Materialien stark beansprucht
werden und die Lebensdauer der Komponenten kann verringert sein. Die hier beschriebene
mobile Verbrennungsanlage weist vorzugsweise kein Gebläse und keinen Ventilator in
der Schadgasleitung auf. Stattdessen kann ein indirektes Ansaugen von Schadgas durch
das in der Abgasleitung angeordnete Abgasgebläse ermöglicht werden, indem das Abgasgebläse
einen Unterdruck in der Brennkammer erzeugt und von der Brennkammer durch den dort
vorhandenen Unterdruck Schadgas durch die Schadgasleitung angesaugt wird. Dadurch
kann korrosives Schadgas und/oder kristallbildendes Schadgas und/oder dampfüberlagertes
Schadgas von der hier beschriebenen mobilen Verbrennungsanlage verbessert verarbeitet
werden, wobei die mobile Verbrennungsanlage robuster gegen derartige Schadgase ist
und weniger wartungsintensiv ist. Somit können Verunreinigen und Ablagerungen reduziert
werden, wodurch längere Wartungsintervalle und weniger Reinigungsaufwand erreichbar
sind. Ferner können die Anforderungen an die Komponenten, die explosiven, gefährlichen
Gasen ausgesetzt sind, hinsichtlich der Explosionsschutzanforderungen bei einer gebläsefreien
Abgasleitung mit weniger Aufwand erreicht werden.
[0017] Die mobile Verbrennungsanlage umfasst eine geschlossene Brennkammer mit einer Brenneranordnung
zur Verbrennung von Schadgas und/oder Stützgas. Die geschlossene Brennkammer ist vorzugsweise
ausgebildet um Schadgas und/oder Stützgas zu verbrennen. Durch die geschlossene Brennkammer
kann vorzugsweise ein Schutz vor Wasser in der Brennkammer ermöglicht werden. Somit
kann kein Wasser in die geschlossene Brennkammer und/oder zu der Brenneranordnung
gelangen kann, sodass die mobile Verbrennungsanlage auf vorteilhafte Weise auch beispielsweise
bei Starkregen verwendbar ist.
[0018] Die geschlossene Brennkammer kann beispielsweise Edelstahl oder Schwarzstahl umfassen
oder daraus bestehen. Die geschlossene Brennkammer ist vorzugsweise im Inneren der
Brennkammer mit einer, beispielsweise 150 mm starken, Keramikfaserisolierung ausgekleidet.
Im äußeren Bereich um die Brennkammer ist vorzugsweise ein Berührungsschutz, beispielsweise
als Lochblech ausgebildet, angeordnet. Die geschlossene Brennkammer weist vorzugsweise
folgende Bauteile auf: eine Zündeinrichtung, eine Flammenüberwachung, vorzugsweise
als lonisationsfühler, eine Infrarottemperaturüberwachung, mehrere Thermoelemente,
eine Lambda-Sonde, eine Drucküberwachungseinrichtung sowie Regelklappen.
[0019] Die Verbrennungsluftleitung ist vorzugsweise als Rohrleitung zum Leiten von Verbrennungsluft
zu der Brenneranordnung ausgebildet. Verbrennungsluft kann dabei insbesondere Umgebungsluft
sein. Die Verbrennungsluft kann mittels eines Filters, insbesondere beim Eintreten
in das Innere der mobilen Verbrennungsanlage, gefiltert werden. Das Verbrennungsluftgebläse
ist vorzugsweise in der Verbrennungsluftleitung angeordnet. Das Verbrennungsluftgebläse
ist vorzugsweise ausgebildet, um Verbrennungsluft aus der Umgebung in die Verbrennungsluftleitung
anzusaugen und damit Verbrennungsluft durch die Verbrennungsluftleitung der Brenneranordnung
zuzuführen. Das Verbrennungsluftgebläse ist vorzugsweise als Ventilator ausgebildet.
Unter einem Ventilator ist insbesondere eine fremd angetriebene Strömungsmaschine,
die ein gasförmiges Medium fördert, zu verstehen, wobei der Ventilator vorzugsweise
ein in einem Gehäuse angeordnetes Laufrad aufweist, durch das ein Ansaugen von Verbrennungsluft
ermöglicht wird. Das Verbrennungsluftgebläse kann auch als Venturi-Gebläse ausgebildet
sein, wobei die Funktion des Venturi-Gebläses vorzugsweise nach dem Venturi-Prinzip
bzw. nach dem Prinzip einer Venturi-Düse erfolgt. Vorzugsweise ist das Venturi-Gebläse
als Venturi-Strahldüse ausgebildet, wobei die Venturi-Strahldüse mittels des Strahlerprinzips
eine Lufstromverstärkung erzeugen kann.
[0020] Die Abgasleitung ist insbesondere zur Abfuhr von Verbrennungsabgas aus der Brennkammer
ausgebildet. Der Verbrennungsluftwärmetauscher ist vorzugsweise angeordnet, mindestens
einen Teil der Verbrennungsluft mittels mindestens eines Teils des Verbrennungsabgases
zu erwärmen. Vorzugsweise ist der Verbrennungsluftwärmetauscher ausgebildet, um die
Verbrennungsluft auf eine Temperatur zwischen 300°C und 750°C, besonders bevorzugt
zwischen 350°C und 450°C, zu erwärmen. Der Verbrennungsluftwärmetauscher kann ausgebildet
sein, um die Verbrennungsluft auf eine Temperatur von vorzugsweise maximal 750°C,
besonders bevorzugt maximal 600°C, insbesondere maximal 500°C zu erwärmen. Durch das
Erwärmen der Verbrennungsluft kann eine energieeffizientere Verbrennung des Schadgases
ermöglicht werden, da eine Verbrennung in einem optimierten Temperaturbereich erfolgen
kann. Dabei ist insbesondere weniger Stützgas für den Verbrennungsprozess notwendig.
Stützgas kann insbesondere Erdgas und/oder Propan und/oder Flüssiggas, insbesondere
LPG (Liquified Petroleum Gas), sein. Die Begriffe Stützgas und Pilotgas können vorzugsweise
synonym verwendet werden.
[0021] Die Abgasleitung weist ein Abgasgebläse auf, das stromabwärts vom Verbrennungsluftwärmetauscher
angeordnet ist. Das Abgasgebläse ist vorzugsweise zwischen dem Abgasauslass und dem
Verbrennungswärmetauscher, insbesondere in der Abgasleitung, angeordnet. Das Abgasgebläse
ist vorzugsweise als Ventilator ausgebildet, insbesondere in Form einer fremd angetriebenen
Strömungsmaschine, die ein gasförmiges Medium fördert, wobei der Ventilator vorzugsweise
ein in einem Gehäuse angeordnetes Laufrad aufweist, durch das ein Ansaugen von Verbrennungsluft
ermöglicht wird. Das Abgasgebläse kann auch als Venturi-Gebläse ausgebildet sein,
wobei die Funktion des Venturi-Gebläses vorzugsweise nach dem Venturi-Prinzip bzw.
nach dem Prinzip einer Venturi-Düse erfolgt. Vorzugsweise ist das Venturi-Gebläse
als Venturi-Strahldüse ausgebildet, wobei die Venturi-Strahldüse mittels des Strahlerprinzips
eine Lufstromverstärkung erzeugen kann. Das Abgasgebläse ist vorzugsweise ausgebildet,
um in der geschlossenen Brennkammer einen Unterdruck zu erzeugen und dadurch das Schadgas
von der Schadgasquelle zur Brenneranordnung zu fördern.
[0022] Ein erster Vorteil einer solchen mobilen Verbrennungsanlage besteht darin, dass mittels
des Verbrennungsluftwärmetauschers eine energieeffizientere Verbrennung des Schadgases
ermöglicht wird, da aufgrund der erwärmten Verbrennungsluft weniger Stützgas für den
Verbrennungsprozess benötigt wird. Da weniger Stützgas verbraucht wird, ergibt sich
ein wirtschaftlicher Vorteil. Ferner werden durch das Verbrennen des Stützgases auftretende
Kohlenstoffdioxid-Emissionen reduziert.
[0023] Ein weiterer Vorteil einer solchen mobilen Verbrennungsanlage besteht darin, dass
aufgrund der geschlossenen Brennkammer eine Geräuschreduzierung im Vergleich zu herkömmlichen,
nicht geschlossenen Brennkammern, erzielt wird. Ferner sind die Brennkammer und die
Brenneranordnung vor Eindringen von Regenwasser geschützt, was bei offen ausgeführten
Brennkammern mit darüber angeordnetem Flammrohr in der Regel nicht der Fall ist. Somit
ist ein Einsatz der mobilen Verbrennungsanlage auch beispielsweise bei starkem Regen
möglich.
[0024] Ein weiterer Vorteil einer solchen mobilen Verbrennungsanlage besteht darin, dass
auf einen Prozessgasverdichter, insbesondere in Form eines Zone-0- oder Zone-1-Verdichters,
verzichtet werden kann, da hinter dem Verbrennungsluftwärmetauscher ein Abgasgebläse
vorhanden ist, mit dem ein Unterdruck in der Brennkammer hergestellt werden kann,
wodurch ein Ansaugen des Schadgases ermöglicht wird. Es ist jedoch auch möglich, insbesondere
zusätzlich zu dem vorhandenen Abgasgebläse, einen Prozessgasverdichter zu verwenden.
[0025] Ein weiterer Vorteil einer solchen mobilen Verbrennungsanlage besteht darin, dass
eine Zeitersparnis beim Aufbau und beim Abbau der Verbrennungsanlage erreicht werden
kann, da in der Regel kein Flammenrohr aufgestellt werden muss und kein Zone-0- oder
Zone-1-Verdichter installiert werden muss. Durch den vereinfachten Aufbau der Verbrennungsanlage
wird außerdem die Unfallgefahr beim Auf- und Abbau verringert. Ein weiterer Vorteil
einer solchen mobilen Verbrennungsanlage besteht darin, dass in der Regel kein zusätzliches
Flammrohr transportiert werden muss. Dadurch können insbesondere Transportkosten reduziert
werden.
[0026] Ferner ist es vorteilhaft, dass der Abgasstrom deutlich heruntergekühlt werden kann,
beispielsweise auf eine Temperatur von ca. 380 °C, sodass ein Einsatz der mobilen
Verbrennungsanlage auch bei Einsatzbedingungen, unter denen hohe Abgastemperaturen
unzulässig sind, möglich ist. Ferner ist es vorteilhaft, dass die mobile Verbrennungsanlage
auch an Orten mit begrenzten Platzverhältnissen verwendet werden kann. So kann die
Verbrennungsanlage beispielsweise see-transportfähig ausgebildet sein, sodass die
Verbrennungsanlage auf Bohrinseln und Tankschiffen einfach eingesetzt werden kann.
[0027] In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Verbrennungsluftleitung
einen ersten Verbrennungsluftkanal aufweist, der durch den Verbrennungsluftwärmetauscher
führt, und einen zweiten Verbrennungsluftkanal aufweist, der nicht durch den Verbrennungsluftwärmetauscher
führt. Die Verbrennungsluftleitung weist vorzugsweise eine Abzweigung auf, von der
der erste Verbrennungsluftkanal und der zweite Verbrennungsluftkanal ausgehen. Der
erste Verbrennungsluftkanal verläuft vorzugsweise durch den Verbrennungsluftwärmetauscher
und der zweite Verbrennungsluftkanal verläuft vorzugsweise nicht durch den Verbrennungswärmetauscher.
Der erste Verbrennungsluftkanal und der zweite Verbrennungsluftkanal können dann wieder,
beispielsweise mittels eines Verbindungsglieds, zusammentreffen, bevor die Verbrennungsluft
der Brenneranordnung zugeführt wird. Der erste Verbrennungsluftkanal und der zweite
Verbrennungsluftkanal weisen vorzugsweise jeweils eine Gasmengenregelklappe auf, sodass
der Anteil von Verbrennungsluft, der durch den ersten Verbrennungsluftkanal und der
Anteil der Verbrennungsluft, der durch den zweiten Verbrennungsluftkanal strömt, gesteuert
und/oder verändert werden kann. Der zweite Verbrennungsluftkanal kann auch als Bypassleitung
bezeichnet werden. Es kann beispielsweise im Falle eines Defekts des Verbrennungswärmetauschers
die gesamte Verbrennungsluft durch den zweiten Verbrennungsluftkanal geführt werden.
Es ist möglich, dass die gesamte Verbrennungsluft durch den ersten Verbrennungsluftkanal
geführt wird und keine Verbrennungsluft durch den zweiten Verbrennungsluftkanal geführt
wird, und umgekehrt. Ferner kann ein Teil der Verbrennungsluft durch den ersten Verbrennungsluftkanal
und ein Teil der Verbrennungsluft durch den zweiten Verbrennungsluftkanal geführt
werden.
[0028] Vorzugsweise ist eine Steuerungseinheit vorgesehen, die ausgebildet ist, den Anteil
von Verbrennungsluft, der durch den ersten Verbrennungsluftkanal und/oder durch den
zweiten Verbrennungsluftkanal geführt wird, zu steuern. Der Anteil von Verbrennungsluft,
der durch den ersten Verbrennungsluftkanal und der Anteil der Verbrennungsluft, der
durch den zweiten Verbrennungsluftkanal geführt wird, ist vorzugsweise mittels der
Steuerungseinheit steuerbar und kann dabei insbesondere anhand der Anforderungen an
die Temperatur der Verbrennungsluft angepasst werden. Dadurch kann auf vorteilhafte
Weise die Temperatur der Verbrennungsluft beim Erreichen der Verbrennungsluft bei
der Brenneranordnung optimal eingestellt werden, um einen möglichst effizienten Verbrennungsprozess
zu erzielen.
[0029] Die Steuerung mittels der Steuerungseinheit kann insbesondere automatisiert erfolgen.
Die Steuerung ist vorzugsweise als speicherprogrammierbare Steuerung (SPS Steuerung)
ausgebildet, wobei die Steuerung vorzugsweise auf digitaler Basis programmiert ist.
[0030] Gemäß einer weiter bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Brenneranordnung
einen Stützgasbrenner und einen Schadgasbrenner aufweist, wobei vorzugsweise der Stützgasbrenner
und der Schadgasbrenner jeweils mit der Verbrennungsluftleitung verbunden sind, und/oder
wobei vorzugsweise die vorgewärmte Verbrennungsluft aus dem ersten Verbrennungsluftkanal
ganz oder teilweise dem Schadgasbrenner zugeführt wird. Die Brenneranordnung kann
auch mehrere Stützgasbrenner und/oder mehrere Schadgasbrenner aufweisen. Der Stützgasbrenner
dient im Wesentlichen dem Verbrennen von Stützgas. Der Stützgasbrenner ist vorzugsweise
mit einer Stützgasleitung verbunden, sodass Stützgas durch die Stützgasleitung dem
Stützgasbrenner zuführbar ist. Der Stützgasbrenner ist vorzugsweise mit der Verbrennungsluftleitung
verbunden, sodass dem Stützgasbrenner Verbrennungsluft zugeführt werden kann. Der
Stützgasbrenner kann insbesondere mit einem der Verbrennungsluftkanäle der Verbrennungsluftleitung
verbunden sein. Die Verbrennungsluftleitung weist vorzugsweise einen dritten Verbrennungsluftkanal
auf, wobei der Stützgasbrenner vorzugsweise mit dem dritten Verbrennungsluftkanal
verbunden ist. Der dritte Verbrennungsluftkanal weist vorzugsweise eine Gasmengenregelklappe
auf, sodass der Anteil von Verbrennungsluft, der durch den dritten Verbrennungsluftkanal
strömt, gesteuert und/oder verändert werden kann, insbesondere in Abhängigkeit von
der erforderlichen Menge von Verbrennungsluft für den Stützgasbrenner. Der Stützgasbrenner
kann auch mit dem ersten Verbrennungsluftkanal verbunden sein, sodass dem Stützgasbrenner
vorgewärmte Verbrennungsluft zugeführt werden kann.
[0031] Ferner ist es bevorzugt, dass die Brenneranordnung einen oder mehrere Rekuperatorbrenner
aufweist, vorzugsweise mit oder ohne nachgeschalteten Brennerwärmetauscher. Der Rekuperatorbrenner
ist vorzugsweise als Gasbrenner ausgebildet, dessen Verbrennungsluft von den Verbrennungsgasen
rekuperativ aufgeheizt wird.
[0032] Ferner ist es bevorzugt, dass ein Schadgaswärmetauscher vorgesehen ist, der angeordnet
ist, mindestens einen Teil des Schadgases mittels des Verbrennungsabgases zu erwärmen.
Durch ein Erwärmen des Schadgases kann ein besonders energieeffizienter Verbrennungsprozess
erzielt werden. Der Schadgaswärmetauscher und der Verbrennungsluftwärmetauscher können
insbesondere integral ausgeführt oder als voneinander unabhängige Bauteile getrennt
ausgeführt sein.
[0033] Weiter ist es bevorzugt, dass eine Schadgasleitung zur Zufuhr von Schadgas zu der
Brenneranordnung, insbesondere dem Schadgasbrenner, vorgesehen ist, wobei die Schadgasleitung
vorzugsweise gebläsefrei ausgebildet ist. Durch die Schadgasleitung kann vorzugsweise
Schadgas zum Schadgasbrenner geführt werden. In der Schadgasleitung oder an der Schadgasleitung
ist vorzugsweise kein Gebläse angeordnet. Das Schadgas kann dabei ohne ein Gebläse
in der Schadgasleitung zum Schadgasbrenner geführt werden, insbesondere durch einen
Unterdruck in der geschlossenen Brennkammer, der mittels des an der Abgasleitung angeordneten
Abgasgebläses erzeugt werden kann. Eine solche gebläsefreie Ausführung der Schadgasleitung
ist besonders vorteilhaft, denn Gebläse in der Schadgasleitung sind besonders anfällig
für beispielsweise Korrosion und/oder Kristallbildung, was insbesondere bei korrosivem
und/oder kristallbildenden und/oder dampfüberlagerten Schadgas in kurzer Zeit zur
Beschädigung eines solchen Gebläses führen kann. Bei einer hier beschriebenen gebläsfreien
Ausführung der Schadgasleitung kann es zu keiner Beschädigung eines solchen Gebläses
kommen, sodass Wartungsaufwand und Instanthaltungskosten für die mobile Verbrennungsanlage
reduziert werden können.
[0034] Die Schadgasleitung weist vorzugsweise einen ersten Schadgaskanal, der durch den
Schadgaswärmetauscher führt, und einen zweiten Schadgaskanal auf, der nicht durch
den Schadgaswärmetauscher führt, auf, wobei vorzugsweise eine Steuerungseinheit vorgesehen
ist, die ausgebildet ist, den Anteil von Schadgas, der durch den ersten Schadgaskanal
und/oder durch den zweiten Schadgaskanal geführt wird, zu steuern. Die Schadgasleitung
weist vorzugsweise eine Abzweigung auf, von der der erste Schadgaskanal und der zweite
Schadgaskanal ausgehen. Der erste Schadgaskanal verläuft vorzugsweise durch den Schadgaswärmetauscher
und der zweite Schadgaskanal verläuft vorzugsweise nicht durch den Schadgaswärmetauscher.
Der erste Schadgaskanal und der zweite Schadgaskanal können dann wieder, beispielsweise
mittels eines Verbindungsglieds, zusammentreffen, bevor das Schadgas der Brenneranordnung
zugeführt wird. Der erste Schadgaskanal und der zweite Schadgaskanal weisen vorzugsweise
jeweils eine Gasmengenregelklappe auf, sodass der Anteil von Schadgas, der durch den
ersten Schadgaskanal und der Anteil von Schadgas, der durch den zweiten Schadgaskanal
strömt, gesteuert und/oder verändert werden kann. Es kann beispielsweise im Falle
eines Defekts des Schadgaswärmetauschers das gesamte Schadgas durch den zweiten Schadgaskanal
geführt werden. Es ist möglich, dass das gesamte Schadgas durch den ersten Schadgaskanal
geführt wird und kein Schadgas durch den zweiten Schadgaskanal geführt wird, und umgekehrt.
Ferner kann ein Teil des Schadgases durch den ersten Schadgaskanal und ein Teil des
Schadgases durch den zweiten Schadgaskanal geführt werden.
[0035] Vorzugsweise ist eine Steuerungseinheit vorgesehen, die ausgebildet ist, den Anteil
von Schadgas, der durch den ersten Schadgaskanal und/oder durch den zweiten Schadgaskanal
geführt wird, zu steuern. Der Anteil von Schadgas, der durch den ersten Schadgaskanal
und der Anteil von Schadgas, der durch den zweiten Schadgaskanal geführt wird, ist
vorzugsweise mittels der Steuerungseinheit steuerbar und kann dabei insbesondere anhand
der Anforderungen an die Temperatur des Schadgases angepasst werden. Dadurch kann
auf vorteilhafte Weise die Temperatur des Schadgases beim Erreichen des Schadgases
bei der Brenneranordnung optimal eingestellt werden, um einen möglichst effizienten
Verbrennungsprozess zu erzielen. Die Steuerung mittels der Steuerungseinheit erfolgt
vorzugsweise automatisiert.
[0036] Ferner ist es besonders bevorzugt, dass die Brennkammer, die Verbrennungsluftleitung
mit dem Verbrennungsluftgebläse, die Abgasleitung mit dem Abgasgebläse und der Verbrennungsluftwärmetauscher
auf einer mobilen Trägerplattform angeordnet und zusammen mit der Trägerplattform
transportabel sind, wobei vorzugsweise die Brennkammer, die Verbrennungsluftleitung
mit dem Verbrennungsluftgebläse, die Abgasleitung mit dem Abgasgebläse und der Verbrennungsluftwärmetauscher
auf der mobilen Trägerplattform derart angeordnet sind, dass sie auf der mobilen Trägerplattform
für die Verbrennung von Schadgas einsetzbar sind. Diese Bauteile sind vorzugsweise
fest mit der mobilen Trägerplattform verbunden. Mittels Anordnung dieser Komponenten
auf der mobilen Trägerplattform kann auf vorteilhafte Weise erreicht werden, dass
die Verbrennungsanlage auf einfache Weise transportiert werden kann. Insbesondere
müssen keine weiteren Komponenten transportiert werden, als diejenigen, die auf der
mobilen Trägerplattform angeordnet sind.
[0037] Die mobile Trägerplattform ist vorzugsweise als genormter Großraumbehälter oder Kombination
von zwei oder mehreren genormten Großraumbehälter, insbesondere als ISO-Container,
besonders bevorzugt als seetauglicher ISO-Container, und/oder als Gestellrahmenkonstruktion
und/oder als LKW-Anhänger, ausgebildet. Eine mobile Trägerplattform, die als ISO-Container
ausgebildet ist, kann aufgrund der genormten Abmessungen besonders einfach transportiert
werden. Ein Transport einer mobilen Trägerplattform als LKW-Anhänger kann besonders
vorteilhaft sein, wenn ein flexibler Transport an Land erforderlich ist. Es können
auch mehrere, beispielsweise zwei, Container, insbesondere ISO-Container, übereinander
angeordnet transportiert werden, wenn ein weiterer Container benötigt wird oder mehrere
zusätzliche Container benötigt werden.
[0038] Die Verbrennungsanlage ist vorzugsweise für einen Einsatz zur Verbrennung von Schadgas
auf See, beispielsweise auf einem Schiff und/oder auf einem Offshorebauwerk ausgebildet
ist. Dabei ist die mobile Verbrennungsanlage vorzugsweise komplett geschlossen und
seewassergeschützt ausgeführt, sodass kein Wasser in den Innenraum der Verbrennungsanlage
gelangen kann.
[0039] Die Verbrennungsanlage weist vorzugsweise eine oder mehrere der folgenden Komponenten
auf, die vorzugsweise jeweils auf der mobilen Trägerplattform angeordnet sind: einen
Stützgastank, und/oder eine Stromversorgung, vorzugsweise umfassend einen Energiespeicher,
beispielsweise einen Treibstofftank und/oder eine Batterie, und/oder eine Steuerungseinheit,
und/oder einen Flüssigkeitsabscheider, und/oder eine Gasbarriere, und/oder eine Gaswarnanlage,
und/oder eine Gasmessanalysevorrichtung, und/oder eine Raumabluftanlage. Der Stützgastank
kann insbesondere das Stützgas bereitstellen, dass für den Verbrennungsprozess oder
die Verbrennungsprozesse, die die mobile Verbrennungsanlage ausführt, erforderlich
ist. Der Stützgastank kann beispielsweise ein Propangastank sein. Die Stromversorgung
kann beispielsweise mittels eines Verbrennungsmotors, beispielsweise ausgebildet als
Wasserstoffverbrennungsmotor, oder mittels Elektromotor, insbesondere in Verbindung
mit einer Brennstoffzelle, erfolgen. Die Stromversorgung kann einen Treibstofftank,
beispielsweise umfassend Dieselkraftstoff oder Motorenbenzin oder Wasserstoff, und/oder
eine Batterie als Speicher für elektrische Energie, umfassen.
[0040] Vorzugsweise weist die Verbrennungsanlage eine Gasbarriere auf, die vorzugsweise
als gasdicht verschweißte Trennwand ausgeführt ist, sodass kein Gas durch die Gasbarriere
hindurch gelangen kann. Mit einer solchen Gasbarriere kann insbesondere ein Stützgastank
von der Brenneranordnung und der Brennkammer räumlich getrennt werden.
[0041] Vorzugsweise weist die Verbrennungsanlage eine Gaswarnanlage auf, welche bestimmte
Gasmengen in der mobilen Verbrennungsanlage automatisch überwachen kann. Dabei kann
insbesondere überwacht werden, ob eine Gaskonzentration eine vorgegebene Explosionsschutzgrenze
übersteigt. Vorzugsweise weist die Verbrennungsanlage eine Gasmessanalysevorrichtung
aus, die ausgebildet ist, um den Volumenstrom von Stützgas und/oder den Volumenstrom
von Schadgas und/oder den Volumenstrom von Verbrennungsluft zu messen.
[0042] Weiter ist es bevorzugt, dass die Verbrennungsanlage mit einer, vorzugsweise außerhalb
der mobilen Trägerplattform angeordneten, Schornsteinanlage verbunden oder verbindbar
ist. Beispielsweise für Einsätze der Verbrennungsanlage, die über einen Zeitraum von
mehreren Monaten, insbesondere mehr als 12 Monate, erfolgen, und/oder wenn bestimmte
öffentliche Vorgaben dies erfordern, kann gegebenenfalls eine externe Schornsteinanlage
verwendet werden. Die Verbrennungsanlage kann dazu mit einer, vorzugsweise neben der
Verbrennungsanlage aufgestellten, Schornsteinanlage verbunden werden, wobei die Abgasleitung
mit der Schornsteinanlage verbunden wird, sodass die Abluft durch die Abgasleitung
zur Schornsteinanlage geführt wird und dann durch die Schornsteinanlage geführt und
von der Schornsteinanlage abgegeben wird.
[0043] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Verbrennungsluftwärmetauscher
und/oder der Schadgaswärmetauscher in die Brennkammer integriert oder der Brennkammer
nachgeschaltet sind. Der Verbrennungswärmetauscher und/oder der Schadgaswärmetauscher
können beispielsweise in der Wandung der geschlossenen Brennkammer integriert sein.
Der Verbrennungswärmetauscher und/oder der Schadgaswärmetauscher können insbesondere
in Form eines Doppelmantels um die Brennkammer herum angeordnet sein. Der Verbrennungswärmetauscher
und/oder der Schadgaswärmetauscher können aber auch der Brennkammer nachgeschaltet,
insbesondere separat von der Brennkammer, angeordnet sein.
[0044] Der Verbrennungsluftwärmetauscher und/oder der Schadgaswärmetauscher sind vorzugsweise
in der Abgasleitung angeordnet. Vorzugsweise sind der Verbrennungsluftwärmetauscher
und/oder der Schadgaswärmetauscher zwischen der geschlossenen Brennkammer und dem
Abgasgebläse angeordnet. Der Verbrennungsluftwärmetauscher und/oder der Schadgaswärmetauscher
sind bzw. ist vorzugsweise als Gas-Gas-Wärmetauscher und/oder als elektrischer Wärmetauscher
und/oder als Gas-Thermalöl-Wärmetauscher ausgebildet. Der Verbrennungsluftwärmetauscher
und/oder der Schadgaswärmetauscher und/oder die Steuerungseinheit sind vorzugsweise
ausgebildet, eine Abgastemperatur stromabwärts des Verbrennungsluftwärmetauschers
und/oder des Schadgaswärmetauschers von maximal 400°C, insbesondere maximal 300°C,
bereitzustellen. Der Verbrennungsluftwärmetauscher und/oder der Schadgaswärmetauscher
und/oder die Steuerungseinheit sind vorzugsweise ausgebildet, eine Abgastemperatur
unmittelbar vor dem Abgasgebläse von maximal 400°C, insbesondere maximal 300°C, bereitzustellen.
Um die maximale Temperatur an dieser Stelle nicht zu überschreiten, kann insbesondere
mehr Verbrennungsluft zugeführt werden und das Erwärmen von Verbrennungsluft und Schadgas
angepasst werden. Ferner können dazu beispielsweise weitere zuschaltbare Wärmetauscher
entsprechend gesteuert werden, insbesondere mittels der Steuerungseinheit, damit die
maximale Temperatur nicht überschritten wird.
[0045] Weiter ist es bevorzugt, dass die Steuerungseinheit ausgebildet ist, eine Mindesttemperatur
in der Brennkammer von 850°C und/oder eine Maximaltemperatur in der Brennkammer von
1250°C bereitzustellen. Ein Einhalten der Mindesttemperatur in der geschlossenen Brennkammer
kann insbesondere durch dauerhaftes Überwachen der Temperatur in der Brennkammer mittels
mindestens einem in oder an der Brennkammer angeordneten und/oder in der Abgasleitung
angeordneten Temperatursensor, insbesondere ausgebildet als Thermoelement, erfolgen.
Dabei wird vorzugsweise eine Oberflächentemperatur gemessen. Es kann alternativ oder
zusätzlich ein Infrarotsensor zur Bestimmung der Temperatur, insbesondere einer Oberflächentemperatur
der Brennkammer, verwendet werden. Wenn die Mindesttemperatur in der Brennkammer 850°C
unterschreitet oder bevor eine Unterschreitung der Mindesttemperatur in der Brennkammer
zu erwarten ist, kann mittels der Steuerungseinheit beispielsweise durch Anpassung
der verschiedenen Gasströme in den Leitungen, eine Bereitstellung der Mindesttemperatur
sicherstellen. Durch ein solches Bereitstellen einer Mindesttemperatur kann gewährleistet
werden, dass die Abluft, die von der Verbrennungsanlage abgegeben wird, Abgaswerte
aufweist, die den gesetzlichen Anforderungen, beispielsweise TA-Luft, entsprechen.
So kann mittels Steuerung der Mindesttemperatur beispielsweise ein Umsatzgrad von
mindestens 99,9 %, vorzugsweise bis zu 99,99 %, eingehalten werden. Vorzugsweise ist
die Verbrennungsanlage derart ausgebildet, dass ein Emissionsminderungsgrad von 99,9
%, bezogen auf den Gesamtkohlenstoff, nicht unterschritten wird. Bevorzugt ist die
Verbrennungsanlage derart ausgebildet, dass eine Massenkonzentration von 50 mg/m
3, oder 20 mg/m3 oder 10 mg/m
3, bezogen auf den Gesamtkohlenstoff, nicht überschritten wird.
[0046] Es ist bevorzugt, dass ein Filter, insbesondere ein Polizeifilter, stromabwärts vom
Verbrennungsluftwärmetauscher und/oder in der Abgasleitung angeordnet ist. Der Filter
ist vorzugsweise als Aktivkohlefilter ausgebildet. Der Filter ist vorzugsweise ausgebildet,
um die Massenkonzentration der Kohlenstoff-Konzentration in der Abluft noch weiter
zu reduzieren, sodass insbesondere sichergestellt werden kann, dass eine Massenkonzentration
von 50 mg/m
3, oder 20 mg/m3 oder 10 mg/m
3, bezogen auf den Gesamtkohlenstoff, in der Abluft, die von der Verbrennungsanlage
abgegeben wird, nicht überschritten wird.
[0047] Die Steuerungseinheit ist vorzugsweise ausgebildet, einen Betriebsdruck von -1,5
mbar bis 1,5 mbar in der Brennkammer bereitzustellen, insbesondere durch Ansteuerung
des Abgasgebläses. Besonders bevorzugt ist die Steuerungseinheit derart ausgebildet,
einen Betriebsdruck mit mindestens -1 mbar, insbesondere mindestens -0,5 mbar bereitzustellen.
Der Betriebsdruck ist insbesondere als relativer Druck, bezogen auf den Umgebungsdruck,
zu verstehen. Mittels Steuerung des Abgasgebläses kann insbesondere die Ansaugung
der Verbrennungsluft aus der Brennkammer gesteuert werden, wobei eine Veränderung
der Leistung des Abgasgebläses vorzugsweise eine Änderung des Drucks in der Brennkammer
bewirkt. Vorzugsweise ist die Steuerungseinheit ausgebildet, ab einem Betriebsdruck
von 1,5 mbar in der Brennkammer die Leistung des Abgasgebläses zu erhöhen und/oder
ab einem Betriebsdruck von 10 mbar in der Brennkammer den Verbrennungsprozess zu beenden.
Durch die Erhöhung der Leistung des Abgasgebläses kann insbesondere der Druck in der
Brennkammer verringert werden. Eine Erhöhung der Leistung des Abgasgebläses kann insbesondere
eine stärkere Ansaugung der Verbrennungsluft aus der Brennkammer bewirken. Bei einem
Betriebsdruck von mindestens 10 mbar kann ein Abschalten des Verbrennungsprozesses
vorteilhaft sein, um einen nicht optimal eingestellten Verbrennungsprozess zu vermeiden
und/oder Defekte, wie beispielsweise eine Verstopfung in dem Verbrennungsluftwärmetauscher,
zu beheben.
[0048] Vorzugsweise ist die Steuerungseinheit derart ausgebildet, eine Verweilzeit des Schadgases
in der Brennkammer von mindestens 0,3 s sicherzustellen und/oder die Verbrennungsanlage,
insbesondere die Brennkammer, derart dimensioniert, eine Verweilzeit des Schadgases
in der Brennkammer von mindestens 0,3 s sicherzustellen. Die Brennkammer ist vorzugsweise
derart ausgelegt und/oder weist vorzugsweise eine derartige Größe und/oder Länge und/oder
Dimension und/oder Rauchgasvolumen auf, dass bei bestimmten Betriebsparametern eine
Verweilzeit des Schadgases in der Brennkammer von mindestens 0,3 Sekunden sichergestellt
werden kann. Ferner ist die Brenneranordnung vorzugsweise derart ausgelegt, dass bei
bestimmten Betriebsparametern eine Verweilzeit des Schadgases in der Brennkammer von
mindestens 0,3 Sekunden sichergestellt werden kann. Die Verweilzeit des Schadgases
ist insbesondere als Zeit zu verstehen, in der das Schadgas in der Brennkammer verweilt.
Die Verweilzeit kann vorzugsweise vereinfacht berechnet werden als Quotient des Brennkammervolumens
zum Volumenstrom des Gases, das aus der Brennkammer austritt. Mittels Sicherstellen
einer Verweilzeit von mindestens 0,3 s, vorzugsweise mindestens 0,4 s, besonders bevorzugt
mindestens 0,5 s, kann erreicht werden, dass die aus der Brennkammer herausgeführten
Abgase den immissionsschutzrechtlichen Anforderungen entsprechen. Vorzugsweise wird
der Volumenstrom des Schadgasflusses in der Schadgasleitung, insbesondere unmittelbar
vor der Brenneranordnung, bestimmt. Vorzugsweise wird der Volumenstrom des Stützgases
in der Stützgasleitung, insbesondere unmittelbar vor der Brenneranordnung, bestimmt.
Vorzugsweise wird der Volumenstrom der Verbrennungsluft in der Verbrennungsluftleitung,
insbesondere unmittelbar vor der Brenneranordnung, bestimmt. Der Volumenstrom kann
jeweils mittels eines Volumenstrommesssensors, insbesondere mittels eines Durchflussmessers,
bestimmt werden. Bei bekanntem Volumenstrom bzw. bekannten Volumenströmen und bekannter
Geometrie der geschlossenen Brennkammer, insbesondere der inneren durchströmten Fläche
der geschlossenen Brennkammer, kann die Strömungsgeschwindigkeit in der Brennkammer
bestimmt werden. Der Volumenstrom in der Brennkammer entspricht der durchströmten
Fläche multipliziert mit der Strömungsgeschwindigkeit in der Brennkammer. Über das
Kontinuitätsgesetz können mittels der in den Leitungen bekannten Volumenströme und
der in den Leitungen bekannten Querschnitte der Volumenstrom in der Brennkammer und
die Strömungsgeschwindigkeit in der Brennkammer bestimmt werden. Bei bekannter Länge
der Brennkammer ist es dann möglich, die Verweilzeit des Schadgases in der Brennkammer
zu bestimmen. Die Volumenströme in den verschiedenen Leitungen, insbesondere der Volumenstrom
des Schadgases in der Schadgasleitung, können dann mittels der Steuerungseinheit laufend
derart geregelt werden, dass eine Verweilzeit wie vorgegeben sichergestellt werden
kann.
[0049] Vorzugsweise ist mittels einer Lambdasonde, die vorzugsweise in der Abgasleitung
angeordnet ist, ein Restsauerstoffgehalt im Abgas bestimmbar, sodass ein Luft-Gas-Verhältnis
bestimmt werden kann. Ausgehend von diesem Verhältnis kann das Verhältnis von Schadgas
(und ggf. Stützgas) zu Verbrennungsluft angepasst werden und die Volumenströme in
den Leitungen können derart geregelt werden, dass eine vollständige Verbrennung erreicht
wird und eine unvollständige Verbrennung vermieden wird, wobei ständig eine überstöchiometrische
Verbrennung sichergestellt werden kann.
[0050] Weiter bevorzugt ist, dass die Verbrennungsanlage, insbesondere die Brenneranordnung,
vorzugsweise der Stützgasbrenner und/oder der Schadgasbrenner, eine thermische Leistung
zwischen 50kW und 10.000kW aufweist bzw. aufweisen. Die mobile Verbrennungsanlage
ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass eine betriebliche umweltgerechte Entsorgung
von Prozessgasen mit einem maximalen Heizwert von maximal 22 kWh/m
3 möglich ist.
[0051] Gemäß einem weiteren Aspekt wird die eingangs genannte Aufgabe gelöst durch ein Verfahren
zum Verbrennen von Schadgas, insbesondere Schadgas mit einem Bereitstellungsdruck
von 0 bis 35 mbar und/oder korrosives und/oder kristallbildendes und/oder dampfüberlagertes
Schadgas und/oder Schadgas mit einer Bereitstellungstemperatur von über 50°C, umfassend
die Schritte: Bereitstellen einer mobilen Verbrennungsanlage für Schadgas, vorzugsweise
einer hier beschriebenen mobilen Verbrennungsanlage, wobei die mobile Verbrennungsanlage
eine geschlossene Brennkammer mit einer Brenneranordnung zur Verbrennung von Schadgas
und/oder Stützgas aufweist, und wobei die mobile Verbrennungsanlage eine Abgasleitung
zur Abfuhr von Verbrennungsabgas aus der Brennkammer aufweist, Zuführen von Verbrennungsluft
zu der Brenneranordnung durch eine Verbrennungsluftleitung mit einem, vorzugsweise
als Ventilator oder als Venturi-Gebläse ausgebildeten, Verbrennungsluftgebläse, wobei
mindestens ein Teil der Verbrennungsluft durch einen Verbrennungswärmetauscher geführt
wird, Erwärmen mindestens eines Teils der Verbrennungsluft mittels mindestens eines
Teils des Verbrennungsabgases mit dem Verbrennungsluftwärmetauscher, vorzugsweise
auf eine Temperatur zwischen 300°C und 750°C, Abführen des Verbrennungsabgases durch
die Abgasleitung mittels eines Abgasgebläses, das stromabwärts vom Verbrennungsluftwärmetauscher
angeordnet ist. Das Zuführen von Verbrennungsluft und/oder das Erwärmen mindestens
eines Teils der Verbrennungsluft und/oder das Abführen des Verbrennungsabgases ist
vorzugsweise mittels der Steuerungseinheit steuerbar. Dadurch kann mittels der Steuerungseinheit
der Verbrennungsprozess geregelt werden, wobei insbesondere eine Steuerung mittels
der Steuerungseinheit derart erfolgt, dass mindestens ein Teil der Verbrennungsluft,
vorzugsweise die gesamte Verbrennungsluft, mittels mindestens eines Teils des Verbrennungsabgases,
vorzugsweise mittels des gesamten Verbrennungsabgases, auf eine Temperatur zwischen
300°C und 750°C erwärmt wird, bevor die Verbrennungsluft der Brenneranordnung zugeführt
wird.
[0052] Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform, umfasst das Verfahren die Schritte:
Steuern des Anteils von Verbrennungsluft, der durch einen ersten Verbrennungsluftkanal
der Verbrennungsluftleitung, der durch den Verbrennungsluftwärmetauscher verläuft,
geführt wird und/oder Steuern des Anteils von Verbrennungsluft, der durch einen zweiten
Verbrennungsluftkanal der Verbrennungsluftleitung, der nicht durch den Verbrennungsluftwärmetauscher
verläuft, geführt wird. Das Steuern des Anteils von Verbrennungsluft, der durch einen
ersten Verbrennungsluftkanal der Verbrennungsluftleitung, der durch den Verbrennungsluftwärmetauscher
verläuft, geführt wird, erfolgt vorzugsweise mittels der Steuerungseinheit. Das Steuern
des Anteils von Verbrennungsluft, der durch einen zweiten Verbrennungsluftkanal der
Verbrennungsluftleitung, der nicht durch den Verbrennungsluftwärmetauscher verläuft,
geführt wird, erfolgt vorzugsweise mittels der Steuerungseinheit. Mittels Steuerung
des Anteils von Verbrennungsluft, der durch den ersten Verbrennungsluftkanal verläuft
und des Anteils von Verbrennungsluft, der durch den zweiten Verbrennungsluftkanal
verläuft, kann der Anteil von Verbrennungsluft, der durch den Verbrennungsluftwärmetauscher
verläuft und dort erwärmt wird, eingestellt und/oder gesteuert werden. Mittels einer
solchen Steuerungsmöglichkeit kann die Temperatur der Verbrennungsluft, die der Brenneranordnung
zugeführt wird, entsprechend der Anforderungen auf vorteilhafte Weise an den Verbrennungsprozess
angepasst werden.
[0053] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform, umfasst das Verfahren die Schritte: Bereitstellen
eines Stützgasbrenners und eines Schadgasbrenners, wobei vorzugsweise der Stützgasbrenner
und der Schadgasbrenner jeweils mit der Verbrennungsluftleitung verbunden sind, Zuführen
der vorgewärmten Verbrennungsluft aus dem ersten Verbrennungsluftkanal ganz oder teilweise
zu dem Schadgasbrenner. Der Stützgasbrenner und der Schadgasbrenner sind vorzugsweise
Bestandteile der Brenneranordnung. Vorzugsweise kann mittels der Steuerungseinheit
gesteuert werden, wieviel Verbrennungsluft dem Stützgasbrenner und/oder wieviel Verbrennungsluft
dem Schadgasbrenner zugeführt wird.
[0054] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform, umfasst das Verfahren die Schritte:
Zuführen von Schadgas zu dem Schadgasbrenner durch eine Schadgasleitung, wobei die
Schadgasleitung vorzugsweise gebläsefrei ausgebildet ist, und/oder Erwärmen mindestens
eines Teils des Schadgases mittels des Verbrennungsabgases mit einem Schadgaswärmetauscher,
Verbrennen von Schadgas und/oder Stützgas in einer geschlossenen Brennkammer. Das
Zuführen von Schadgas zu dem Schadgasbrenner und/oder das Erwärmen mindestens eines
Teils des Schadgases und/oder das Verbrennen von Schadgas wird vorzugsweise mittels
der Steuerungseinheit gesteuert.
[0055] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform, umfasst das Verfahren die Schritte:
Steuern des Anteils von Schadgas, der durch einen ersten Schadgaskanal der Schadgasleitung,
der durch den Schadgaswärmetauscher verläuft, geführt wird und/oder Steuern des Anteils
von Schadgas, der durch einen zweiten Schadgaskanal der Schadgasleitung, der nicht
durch den Schadgaswärmetauscher verläuft, geführt wird. Das Steuern des Anteils von
Schadgas, der durch einen ersten Schadgaskanal der Schadgasleitung, der durch den
Schadgaswärmetauscher verläuft, geführt wird, erfolgt vorzugsweise mittels der Steuerungseinheit.
Das Steuern des Anteils von Schadgas, der durch einen zweiten Schadgaskanal der Schadgasleitung,
der nicht durch den Schadgaswärmetauscher verläuft, geführt wird, erfolgt vorzugsweise
mittels der Steuerungseinheit. Mittels Steuerung des Anteils von Schadgas, der durch
den ersten Schadgaskanal verläuft und des Anteils von Schadgas, der durch den zweiten
Schadgaskanal verläuft, kann der Anteil von Schadgas, der durch den Schadgaswärmetauscher
verläuft und dort erwärmt wird, eingestellt und/oder gesteuert werden. Mittels einer
solchen Steuerungsmöglichkeit kann die Temperatur des Schadgases, das der Brenneranordnung
zugeführt wird, auf vorteilhafte Weise entsprechend den gegebenen Anforderungen an
den Verbrennungsprozess angepasst werden.
[0056] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform, umfasst das Verfahren die Schritte:
Verbinden der mobilen Verbrennungsanlage mit einer Schadgasquelle und/oder Verbrennen
von Schadgas auf See, beispielsweise auf einem Schiff und/oder auf einem Offshorebauwerk,
und/oder Verbinden der Verbrennungsanlage mit einer, vorzugsweise außerhalb einer
mobilen Trägerplattform angeordneten, Schornsteinanlage, wobei die Brennkammer, die
Verbrennungsluftleitung mit dem Verbrennungsluftgebläse, die Abgasleitung mit dem
Abgasgebläse und der Verbrennungsluftwärmetauscher auf der mobilen Trägerplattform
angeordnet und zusammen mit der Trägerplattform transportabel sind.
[0057] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform, umfasst das Verfahren die Schritte:
Bereitstellen einer Abgastemperatur stromabwärts des Verbrennungsluftwärmetauschers
und/oder des Schadgaswärmetauschers von maximal 400°C, insbesondere maximal 300°C,
vorzugsweise mittels Steuerung mit der Steuerungseinheit, und/oder Bereitstellen einer
Mindesttemperatur in der Brennkammer von 850°C und/oder einer Maximaltemperatur in
der Brennkammer von 1250°C, vorzugsweise mittels Steuerung mit der Steuerungseinheit,
und/oder Bereitstellen eines Betriebsdrucks von -1,5 mbar bis 1,5 mbar in der Brennkammer,
insbesondere durch Ansteuerung des Abgasgebläses, und/oder Erhöhen der Leistung des
Abgasgebläses ab einem Betriebsdruck von 1,5 mbar in der Brennkammer und/oder Beenden
des Verbrennungsprozesses ab einem Betriebsdruck von 10 mbar in der Brennkammer, und/oder
Sicherstellen einer Verweilzeit des Schadgases in der Brennkammer von mindestens 0,3
s mittels der Steuerungseinrichtung, und/oder Bereitstellen einer thermischen Leistung
der Verbrennungsanlage, insbesondere der Brenneranordnung, vorzugsweise des Stützgasbrenners
und/oder des Schadgasbrenners, zwischen 50kW und 10.000kW.
[0058] Ein Bereitstellen einer Mindesttemperatur und/oder einer Maximaltemperatur in der
Brennkamm wird vorzugsweise mittels Steuerung der Steuerungseinheit erreicht, wobei
vorzugsweise eine Steuerung auf Basis von Messwerten von Temperaturmessungen erfolgt.
Durch Steuerung mittels der Steuerungseinheit kann insbesondere sichergestellt werden,
dass die Verweilzeit des Schadgases in der Brennkammer mindestens 0,3 Sekunden beträgt,
sodass eine Verbrennung des Schadgases umweltgerecht und gemäß gesetzlicher Regelungen
erfolgen kann. Insbesondere ist es bevorzugt, wenn die Abgastemperatur an dem Abgasgebläse
maximal 320°C, insbesondere maximal 300°C beträgt. Damit diese Temperatur nicht überschritten
wird, kann mittels der Steuerungseinrichtung der Verbrennungsprozess entsprechend
angepasst werden, beispielsweise indem mehr Verbrennungsluft, insbesondere nicht erwärmte
Verbrennungsluft, der Brenneranordnung zugeführt wird.
[0059] Gemäß einem weiteren Aspekt wird die eingangs genannte Aufgabe gelöst durch eine
Verwendung einer hier beschriebenen mobilen Verbrennungsanlage, zum Verbrennen von
Schadgas mit einem Bereitstellungsdruck von 0 bis 35 mbar und/oder für korrosives
und/oder kristallbildendes und/oder dampfüberlagertes Schadgas und/oder für Schadgas
mit einer Bereitstellungstemperatur von über 50°C. Insbesondere kann die mobile Verbrennungsanlage
zum umweltgerechten Verbrennen von belasteten Abgasen und/oder Ablüften verwendet
werden. Die Verbrennungsanlage wird besonders bevorzugt zur Verbrennung von Schadgas,
das Kohlenwasserstoffe, insbesondere Methan, und/oder Naphtalin, umfasst, verwendet.
Die Verbrennungsanlage wird vorzugsweise zur Verbrennung von Schadgas, umfassend Ammoniak
und/oder Schwefelwasserstoff verwendet.
[0060] Zu den Vorteilen, Ausführungsvarianten und Ausführungsdetails der verschiedenen Aspekte
der hier beschriebenen Lösungen und ihrer jeweiligen möglichen Fortbildungen wird
auch auf die Beschreibung zu den entsprechenden Merkmalen, Details und Vorteilen der
jeweils anderen Aspekte und ihrer Fortbildungen verwiesen.
[0061] Bevorzugte Ausführungsbeispiele werden beispielhaft anhand der beiliegenden Figuren
erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1:
- eine schematische Darstellung des Aufbaus einer ersten Ausführungsform einer mobilen
Verbrennungsanlage;
- Fig. 2:
- eine schematische Darstellung des Aufbaus einer zweiten Ausführungsform einer mobilen
Verbrennungsanlage;
- Fig. 3:
- eine schematische Darstellung des Aufbaus einer dritten Ausführungsform einer mobilen
Verbrennungsanlage;
- Fig. 4:
- eine isometrische Ansicht einer mobilen Verbrennungsanlage;
- Fig. 5a:
- eine Seitenansicht einer mobilen Verbrennungsanlage, die mit einer Schornsteinanlage
verbunden ist;
- Fig. 5b:
- eine Draufsicht einer mobilen Verbrennungsanlage, die mit einer Schornsteinanlage
verbunden ist;
- Fig. 6:
- ein erstes Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Verbrennen von Schadgas;
- Fig. 7:
- ein zweites Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Verbrennen von Schadgas;
- Fig. 8:
- ein Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zur Steuerung von Parametern in einem Verfahren
zum Verbrennen von Schadgas.
[0062] In den Figuren sind gleiche oder im Wesentlichen funktionsgleiche bzw. -ähnliche
Elemente mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
[0063] Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung des Aufbaus einer ersten Ausführungsform
einer mobilen Verbrennungsanlage 1. Die mobile Verbrennungsanlage umfasst eine Trägerplattform
74, auf der die wesentlichen Bauteile der Verbrennungsanlage angeordnet sind. Die
Verbrennungsanlage ist in Form eines Containers 70 ausgebildet.
[0064] Die mobile Verbrennungsanlage weist eine geschlossene Brennkammer 2 auf, an die ein
Verbrennungsluftwärmetauscher 3 angeschlossen ist. Mittels eines Abgasgebläses 21
kann ein Unterdruck in der geschlossenen Brennkammer 2 hergestellt werden und damit
aufgrund des Unterdrucks in der Brennkammer Schadgas von einer Schadgasquelle durch
eine Schadgasleitung 30 zur Brenneranordnung 9 geführt werden. Die Menge an Schadgas,
die der Verbrennungsanordnung durch die Schadgasleitung zugeführt wird, kann mittels
eines Gasmengenventils 7 gesteuert werden. Die Steuerung dieses Gasmengenventils,
sowie der weiteren Gasmengenventile und der vorhandenen Gebläse erfolgt mittels einer
Steuerungseinheit 60, die eine SPS-Steuerung umfassen kann, und die in einem Schaltschrank
angeordnet ist.
[0065] In der Brennkammer 2 erfolgt mittels der Brenneranordnung, die einen Schadgasbrenner
5 und einen Stützgasbrenner 6 umfasst, eine Verbrennung von Schadgas. Mit dem Abgasgebläse
21, das in einer Abgasleitung 20 angeordnet ist, wird das Verbrennungsabgas, das durch
Verbrennen von Schadgas in der Brennkammer entsteht, durch das Erzeugen eines Unterdrucks
von der geschlossenen Brennkammer 2 durch den Verbrennungsluftwärmetauscher 3 und
anschließend durch eine isolierte Leitung 4, die Teil der Abgasleitung 20 ist geführt.
Das Verbrennungsabgas wird dann durch das Abgasgebläse 21 und die Abgasleitung 20
aus der mobilen Verbrennungsanlage herausgeführt.
[0066] Der Brenneranordnung 9 wird außerdem Verbrennungsluft zugeführt. Dies erfolgt über
eine Verbrennungsluftleitung 10, wobei ein Verbrennungsluftgebläse 11, das in der
Verbrennungsluftleitung 10 angeordnet ist, Verbrennungsluft von außerhalb der Verbrennungsanlage
ansaugt und der Brenneranordnung 9 zuführt. Die Verbrennungsluftleitung umfasst einen
ersten Verbrennungsluftkanal 10a, der durch den Verbrennungsluftwärmetauscher verläuft,
wobei die Verbrennungsluft in dem Verbrennungsluftwärmetauscher 3 mittels Verbrennungsabgas
erwärmt wird. Die Verbrennungsluftleitung umfasst außerdem einen zweiten Verbrennungsluftkanal
10b, der nicht durch den Verbrennungsluftwärmetauscher verläuft, wobei die Verbrennungsluft
in diesem Kanal nicht mittels Verbrennungsabgas erwärmt wird. In dem ersten und in
dem zweiten Verbrennungsluftkanal sind Gasmengenregelklappen angeordnet, sodass mittels
der Steuerung 60 der Anteil von Verbrennungsluft, der durch den ersten Verbrennungsluftkanal
geführt wird, und der Anteil von Verbrennungsluft, der durch den zweiten Verbrennungsluftkanal
geführt wird, gesteuert werden kann. So ist es beispielsweise möglich, dass die gesamte
Verbrennungsluft durch den ersten Verbrennungsluftkanal verläuft und dabei im Verbrennungswärmetauscher
erwärmt wird. Es sind aber auch andere Einstellungen der Gasmengenregelklappen möglich.
Der erste Verbrennungsluftkanal 10a und der zweite Verbrennungsluftkanal 10b werden
stromabwärts des Verbrennungswärmetauschers 3 wieder zusammengeführt und verlaufen
als eine Verbrennungsluftleitung weiter zum Schadgasbrenner 5.
[0067] Die Verbrennungsluftleitung 10 weist außerdem einen dritten Verbrennungsluftkanal
10c auf, der nicht durch den Verbrennungsluftwärmetauscher 3 verläuft und der mit
dem Stützgasbrenner 6 verbunden ist. In dem drittel Verbrennungsluftkanal 10c ist
ebenfalls eine Gasmengenregelklappe angeordnet, damit die Menge an Verbrennungsluft,
die dem Stützgasbrenner 6 zugeführt wird mittels der Steuerung 60 eingestellt werden
kann. Mit dem Stützgasbrenner 6 ist außerdem eine Stützgasleitung 40 verbunden. Durch
die Stützgasleitung 40 wird von einer Stützgasquelle Stützgas, beispielsweise Propan,
dem Stützgasbrenner zugeführt. Die Stützgasleitung 40 weist eine Gasmengenregelklappe
7 und ein Gasmengenventil 8 auf, die mittels der Steuerung 60 gesteuert und überwacht
werden können. Somit kann die Menge an Stützgas, die der Brenneranordnung zugeführt
wird, mittels der Steuerungseinheit 60 gesteuert werden.
[0068] Die mobile Verbrennungsanlage weist außerdem eine Trennwand 80 auf, die gasdicht
verschweißt ist. Dadurch kann sichergestellt werden, dass die Brennkammer, der Verbrennungsluftwärmetauscher
und die Gebläse gasdicht von der anderen Seite der Trennwand getrennt sind. Auf der
anderen Seite der Trennwand kann sich dann beispielsweise ein Propantank und/oder
ein Motor und/oder ein Treibstofftank befinden, wobei dann keine Gasverbindung zwischen
diesen Bauteilen und den Bauteilen auf der anderen Seite der Trennwand 80 besteht.
[0069] Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung des Aufbaus einer zweiten Ausführungsform
einer mobilen Verbrennungsanlage 1. Der Aufbau der mobilen Verbrennungsanlage entspricht
dem Aufbau der in Fig. 1 gezeigten Verbrennungsanlage, mit dem Unterschied, dass hinter
der geschlossenen Brennkammer 2 ein Verbrennungsluft- und Schadgaswärmetauscher 3a
angeordnet ist, wobei Verbrennungsluftwärmetauscher und Schadgaswärmetauscher integral
ausgeführt sind und die Schadgasleitung einen ersten Schadgaskanal 30a aufweist, der
durch den Schadgaswärmetauscher verläuft und einen zweiten Schadgaskanal 30b aufweist,
der nicht durch den Schadgaswärmetauscher verläuft. In dem Bereich, in dem der erste
Schadgaskanal durch den
[0070] Schadgaswärmetauscher verläuft, kann das Schadgas mittels des Verbrennungsabgases
erwärmt werden. Der erste Schadgaskanal 30a und der zweite Schadgaskanal 30b weisen
jeweils eine Gasmengenregelklappe auf, sodass der Anteil von Schadgas, der durch den
ersten Schadgaskanal 30a geführt wird und der Anteil von Schadgas, der durch den zweiten
Schadgaskanal 30b geführt wird, mittels der Steuerungseinheit 60 gesteuert werden
kann. Stromabwärts des Schadgaswärmetauschers 3a werden der erste Schadgaskanal und
der zweite Schadgaskanal wieder zusammengeführt und weiter stromabwärts ist die Schadgasleitung
30 mit dem Schadgasbrenner 5 verbunden. Bezüglich der übrigen Bauteile wird auf die
Beschreibung von Fig. 1 verwiesen.
[0071] Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung des Aufbaus einer dritten Ausführungsform
einer mobilen Verbrennungsanlage 1. Der Aufbau der mobilen Verbrennungsanlage entspricht
dem Aufbau der in Fig. 2 gezeigten Verbrennungsanlage, mit dem Unterschied, dass hinter
der geschlossenen Brennkammer 2 ein Verbrennungsluftwärmetauscher 3b und ein Schadgaswärmetauscher
3c angeordnet sind, wobei der Verbrennungsluftwärmetauscher und der Schadgaswärmetauscher
nicht integral, sondern einander nachgeschaltet ausgeführt und nebeneinander angeordnet
sind. Bezüglich der Schadgasleitung 30, des ersten und zweiten Schadgaskanals 30a,
30b wird auf die Beschreibung von Fig. 2 verwiesen. Für die übrigen Bauteile wird
auf die Beschreibung von Fig. 1 verwiesen.
[0072] Fig. 4 zeigt eine isometrische Ansicht einer mobilen Verbrennungsanlage 1. Die Verbrennungsanlage
weist eine Trägerplattform 74 auf und ist als Container 70 ausgebildet. Der Container
weist Lüftungsklappen 71 zum Belüften bzw. Entlüften des Innenraums des Containers,
seitliche Containertüren 72 und vordere Containertüren 73 auf. Über die seitlichen
Containertüren 72 ist die Steuerungseinheit 60, die in einem Schaltschrank angeordnet
ist, von außen zugänglich. Die Verbrennungsanlage weist außerdem ein Abgasrohr 25
auf, das mit der Abgasleitung im Inneren des Containers 70 verbunden ist und durch
das Verbrennungsabgas abgeführt wird. Aufgrund der im Vergleich zu herkömmlichen Verbrennungsanlagen
niedrigen Temperatur des Abgases, das aus der Anlage herausgeführt wird, ist nur ein
vergleichsweise kleines Abgasrohr notwendig.
[0073] Fig. 5a und Fig. 5b zeigen in einer Seitenansicht (Fig. 5a) und einer Draufsicht
(Fig. 5b) eine mobilen Verbrennungsanlage 1, die mit einer Schornsteinanlage 100 verbunden
ist. Ein solcher Aufbau kann insbesondere für mehrmonatige Einsätze, insbesondere
für Einsätze, die mehr als 12 Monate dauern, oder wenn bestimmte andere Anforderungen
erfüllt sein müssen, sinnvoll sein. Die Verbrennungsanlage weist eine Trägerplattform
74 auf und ist als Container 70 ausgebildet. Die Abgasleitung ist mit einem Verbindungsrohr
101 verbunden und das Verbindungsrohr ist mit der Schornsteinanlage 100 verbunden,
wobei die Schornsteinanlage 100 auf einem Fundament 102 aufgestellt ist. Das Verbrennungsabgas
kann dann von der Abgasleitung durch das Verbindungsrohr und anschließend durch die
Schornsteinanlage geführt werden.
[0074] Fig. 6 zeigt ein Verfahren zum Verbrennen von Schadgas 200. Das Verfahren umfasst
folgende Schritte: In einem ersten Schritt 201, Bereitstellen einer mobilen Verbrennungsanlage
für Schadgas, vorzugsweise einer hier beschriebenen mobilen Verbrennungsanlage, wobei
die mobile Verbrennungsanlage eine geschlossene Brennkammer mit einer Brenneranordnung
zur Verbrennung von Schadgas und/oder Stützgas aufweist, und wobei die mobile Verbrennungsanlage
eine Abgasleitung zur Abfuhr von Verbrennungsabgas aus der Brennkammer aufweist. In
einem Schritt 201a, Verbinden der mobilen Verbrennungsanlage mit einer Schadgasquelle.
In einem Schritt 202, Zuführen von Verbrennungsluft zu der Brenneranordnung durch
eine Verbrennungsluftleitung mit einem, vorzugsweise als Ventilator oder als Venturi-Gebläse
ausgebildeten, Verbrennungsluftgebläse, wobei mindestens ein Teil der Verbrennungsluft
durch einen Verbrennungswärmetauscher geführt wird. In einem Schritt 202a, Steuern
des Anteils von Verbrennungsluft, der durch einen ersten Verbrennungsluftkanal der
Verbrennungsluftleitung, der durch den Verbrennungsluftwärmetauscher verläuft, geführt
wird. In einem Schritt 202b, Steuern des Anteils von Verbrennungsluft, der durch einen
zweiten Verbrennungsluftkanal der Verbrennungsluftleitung, der nicht durch den Verbrennungsluftwärmetauscher
verläuft, geführt wird. In einem Schritt 203, Erwärmen mindestens eines Teils der
Verbrennungsluft mittels mindestens eines Teils des Verbrennungsabgases mit dem Verbrennungsluftwärmetauscher,
vorzugsweise auf eine Temperatur zwischen 300°C und 750°C. In einem Schritt 204, Bereitstellen
eines Stützgasbrenners und eines Schadgasbrenners, wobei vorzugsweise der Stützgasbrenner
und der Schadgasbrenner jeweils mit der Verbrennungsluftleitung verbunden sind. In
einem Schritt 205, Zuführen der vorgewärmten Verbrennungsluft aus dem ersten Verbrennungsluftkanal
ganz oder teilweise zu dem Schadgasbrenner. In einem Schritt 206, Zuführen von Schadgas
zu dem Schadgasbrenner durch eine Schadgasleitung, wobei die Schadgasleitung vorzugsweise
gebläsefrei ausgebildet ist. In einem Schritt 210, Verbrennen von Schadgas und/oder
Stützgas in einer geschlossenen Brennkammer. In einem Schritt 211 Abführen des Verbrennungsabgases
durch die Abgasleitung mittels eines Abgasgebläses, das stromabwärts vom Verbrennungsluftwärmetauscher
angeordnet ist.
[0075] Fig. 7 zeigt ein Verfahren zum Verbrennen von Schadgas 200. Das Verfahren umfasst
die im Zusammenhang mit Fig. 6 beschriebenen Schritte. Zwischen den Schritten 206
und 210 umfasst das Verfahren außerdem folgende Schritte: In einem Schritt 207a, Steuern
des Anteils von Schadgas, der durch einen ersten Schadgaskanal der Schadgasleitung,
der durch den Schadgaswärmetauscher verläuft, geführt wird. In einem Schritt 207b,
Steuern des Anteils von Schadgas, der durch einen zweiten Schadgaskanal der Schadgasleitung,
der nicht durch den Schadgaswärmetauscher verläuft, geführt wird. In einem Schritt
208, Erwärmen mindestens eines Teils des Schadgases mittels des Verbrennungsabgases
mit einem Schadgaswärmetauscher.
[0076] Fig. 8 zeigt eine Steuerung verschiedener Parameter in einem Verfahren zum Verbrennen
von Schadgas, beispielsweise in einem mit Fig. 6 oder Fig. 7 beschriebenen Verfahren.
Das Verfahren umfasst folgende Schritte: In einem Schritt 231, Bereitstellen einer
Abgastemperatur stromabwärts des Verbrennungsluftwärmetauschers und/oder des Schadgaswärmetauschers
von maximal 400°C, insbesondere maximal 300°C, vorzugsweise mittels Steuerung mit
der Steuerungseinheit. In einem Schritt 232, Bereitstellen einer Mindesttemperatur
in der Brennkammer von 850°C und/oder einer Maximaltemperatur in der Brennkammer von
1250°C, vorzugsweise mittels Steuerung mit der Steuerungseinheit. In einem Schritt
233, Bereitstellen eines Betriebsdrucks von -1,5 mbar bis 1,5 mbar in der Brennkammer,
insbesondere durch Ansteuerung des Abgasgebläses. In einem Schritt 234, Erhöhen der
Leistung des Abgasgebläses ab einem Betriebsdruck von 1,5 mbar in der Brennkammer
und/oder Beenden des Verbrennungsprozesses ab einem Betriebsdruck von 10 mbar in der
Brennkammer. In einem Schritt 235, Sicherstellen einer Verweilzeit des Schadgases
in der Brennkammer von mindestens 0,3 s mittels der Steuerungseinrichtung. In einem
Schritt 236, Bereitstellen einer thermischen Leistung der Verbrennungsanlage, insbesondere
der Brenneranordnung, vorzugsweise des Stützgasbrenners und/oder des Schadgasbrenners,
zwischen 50kW und 10.000kW. Die Schritte können auch in einer anderen Reihenfolge
und/oder parallel zueinander durchgeführt werden.
Bezugszeichenliste
[0077]
- 1
- mobile Verbrennungsanlage
- 2
- geschlossene Brennkammer
- 3
- Verbrennungsluftwärmetauscher
- 3a
- Verbrennungsluftwärmetauscher, Schadgaswärmetauscher
- 3b
- Verbrennungsluftwärmetauscher
- 3c
- Schadgaswärmetauscher
- 4
- isolierte Leitung
- 5
- Schadgasbrenner
- 6
- Stützgasbrenner
- 7
- Gasmengenregelklappe
- 8
- Gasmengenventil
- 9
- Brenneranordnung
- 10
- Verbrennungsluftleitung
- 10a
- erster Verbrennungsluftkanal
- 10b
- zweiter Verbrennungsluftkanal
- 10c
- dritter Verbrennungsluftkanal
- 11
- Verbrennungsluftgebläse
- 20
- Abgasleitung
- 21
- Abgasgebläse
- 25
- Abgasrohr
- 30
- Schadgasleitung
- 30a
- erster Schadgaskanal
- 30b
- zweiter Schadgaskanal
- 40
- Stützgasleitung
- 60
- Steuerungseinheit in Schaltschrank
- 70
- Container
- 71
- Lüftungsklappen
- 72
- seitliche Containertür
- 73
- vordere Containertür
- 74
- Trägerplattform
- 80
- Trennwand
- 100
- Schornsteinanlage
- 101
- Verbindungsrohr
- 102
- Schornsteinplattform
- 201-236
- Verfahrensschritte
1. Mobile Verbrennungsanlage (1) für Schadgas, insbesondere für Schadgas mit einem Bereitstellungsdruck
von 0 bis 35 mbar und/oder für korrosives und/oder kristallbildendes und/oder dampfüberlagertes
Schadgas und/oder für Schadgas mit einer Bereitstellungstemperatur von über 50°C,
umfassend
- eine geschlossene Brennkammer (2) mit einer Brenneranordnung (9) zur Verbrennung
von Schadgas und/oder Stützgas,
- eine Verbrennungsluftleitung (10) mit einem, vorzugsweise als Ventilator oder als
Venturi-Gebläse ausgebildeten, Verbrennungsluftgebläse (11) zur Zufuhr von Verbrennungsluft
zu der Brenneranordnung,
- eine Abgasleitung (20) zur Abfuhr von Verbrennungsabgas aus der Brennkammer,
- einen Verbrennungsluftwärmetauscher (3), der angeordnet ist, mindestens einen Teil
der Verbrennungsluft mittels mindestens eines Teils des Verbrennungsabgases zu erwärmen,
vorzugsweise auf eine Temperatur zwischen 300°C und 750°C,
- wobei die Abgasleitung ein Abgasgebläse (21) aufweist, das stromabwärts vom Verbrennungsluftwärmetauscher
angeordnet ist.
2. Verbrennungsanlage nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungsluftleitung einen ersten Verbrennungsluftkanal (10a) aufweist, der
durch den Verbrennungsluftwärmetauscher führt, und einen zweiten Verbrennungsluftkanal
(10b) aufweist, der nicht durch den Verbrennungsluftwärmetauscher führt, wobei vorzugsweise
eine Steuerungseinheit (60) vorgesehen ist, die ausgebildet ist, den Anteil von Verbrennungsluft,
der durch den ersten Verbrennungsluftkanal und/oder durch den zweiten Verbrennungsluftkanal
geführt wird, zu steuern.
3. Verbrennungsanlage nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,
- dadurch gekennzeichnet, dass die Brenneranordnung einen Stützgasbrenner (6) und einen Schadgasbrenner (5) aufweist,
wobei vorzugsweise der Stützgasbrenner und der Schadgasbrenner jeweils mit der Verbrennungsluftleitung
verbunden sind, und/oder wobei vorzugsweise die vorgewärmte Verbrennungsluft aus dem
ersten Verbrennungsluftkanal ganz oder teilweise dem Schadgasbrenner zugeführt wird,
und/oder
- dadurch gekennzeichnet, dass die Brenneranordnung einen oder mehrere Rekuperatorbrenner aufweist, vorzugsweise
mit oder ohne nachgeschalteten Brennerwärmetauscher.
4. Verbrennungsanlage nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass ein Schadgaswärmetauscher (3a, 3c) vorgesehen ist, der angeordnet ist, mindestens
einen Teil des Schadgases mittels des Verbrennungsabgases zu erwärmen,
und/oder
dadurch gekennzeichnet, dass eine Schadgasleitung (30) zur Zufuhr von Schadgas zu der Brenneranordnung, insbesondere
dem Schadgasbrenner, vorgesehen ist,
- wobei die Schadgasleitung vorzugsweise gebläsefrei ausgebildet ist und/oder
- wobei vorzugsweise die Schadgasleitung einen ersten Schadgaskanal (30a) aufweist,
der durch den Schadgaswärmetauscher führt, und einen zweiten Schadgaskanal (30b) aufweist,
der nicht durch den Schadgaswärmetauscher führt, wobei vorzugsweise eine Steuerungseinheit
(60) vorgesehen ist, die ausgebildet ist, den Anteil von Schadgas, der durch den ersten
Schadgaskanal und/oder durch den zweiten Schadgaskanal geführt wird, zu steuern.
5. Verbrennungsanlage nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkammer, die Verbrennungsluftleitung mit dem Verbrennungsluftgebläse, die
Abgasleitung mit dem Abgasgebläse und der Verbrennungsluftwärmetauscher auf einer
mobilen Trägerplattform (74) angeordnet und zusammen mit der Trägerplattform transportabel
sind,
- wobei vorzugsweise die Brennkammer, die Verbrennungsluftleitung mit dem Verbrennungsluftgebläse,
die Abgasleitung mit dem Abgasgebläse und der Verbrennungsluftwärmetauscher auf der
mobilen Trägerplattform derart angeordnet sind, dass sie auf der mobilen Trägerplattform
für die Verbrennung von Schadgas einsetzbar sind, und/oder
- wobei vorzugsweise die mobile Trägerplattform als genormter Großraumbehälter (70)
oder Kombination von zwei oder mehreren genormten Großraumbehälter, insbesondere als
ISO-Container, besonders bevorzugt als seetauglicher ISO-Container, und/oder als Gestellrahmenkonstruktion
und/oder als LKW-Anhänger, ausgebildet ist, und/oder
- wobei vorzugsweise die Verbrennungsanlage für einen Einsatz zur Verbrennung von
Schadgas auf See, beispielsweise auf einem Schiff und/oder auf einem Offshorebauwerk
ausgebildet ist, und/oder
- wobei vorzugsweise die Verbrennungsanlage eine oder mehrere der folgenden Komponenten
aufweist, die vorzugsweise jeweils auf der mobilen Trägerplattform angeordnet sind:
∘ einen Stützgastank, und/oder
∘ eine Stromversorgung, vorzugsweise umfassend einen Energiespeicher, beispielsweise
einen Treibstofftank und/oder eine Batterie, und/oder
∘ eine Steuerungseinheit (60), und/oder
∘ einen Flüssigkeitsabscheider, und/oder
∘ eine Gasbarriere (80), und/oder
∘ eine Gaswarnanlage, und/oder
∘ eine Gasmessanalysevorrichtung, und/oder
∘ eine Raumabluftanlage,
und/oder
- dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungsanlage mit einer, vorzugsweise außerhalb der mobilen Trägerplattform
angeordneten, Schornsteinanlage (100) verbunden oder verbindbar ist.
6. Verbrennungsanlage nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,
- dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsluftwärmetauscher und/oder der Schadgaswärmetauscher in die Brennkammer
integriert oder der Brennkammer nachgeschaltet sind und/oder in der Abgasleitung angeordnet
sind, und/oder
- dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsluftwärmetauscher und/oder der Schadgaswärmetauscher als Gas-Gas-Wärmetauscher
und/oder als elektrischer Wärmetauscher und/oder als Gas-Thermalöl-Wärmetauscher ausgebildet
ist bzw. sind, und/oder
- dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsluftwärmetauscher und/oder der Schadgaswärmetauscher und/oder die
Steuerungseinheit ausgebildet sind, eine Abgastemperatur stromabwärts des Verbrennungsluftwärmetauschers
und/oder des Schadgaswärmetauschers von maximal 400°C, insbesondere maximal 300°C,
bereitzustellen.
7. Verbrennungsanlage nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,
- dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit ausgebildet ist, eine Mindesttemperatur in der Brennkammer
von 850°C und/oder eine Maximaltemperatur in der Brennkammer von 1250°C bereitzustellen,
und/oder
- dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit ausgebildet ist, einen Betriebsdruck von -1,5 mbar bis 1,5
mbar in der Brennkammer bereitzustellen, insbesondere durch Ansteuerung des Abgasgebläses,
und/oder
- dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit ausgebildet ist, ab einem Betriebsdruck von 1,5 mbar in der
Brennkammer die Leistung des Abgasgebläses zu erhöhen und/oder ab einem Betriebsdruck
von 10 mbar in der Brennkammer den Verbrennungsprozess zu beenden, und/oder
- dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit derart ausgebildet ist, eine Verweilzeit des Schadgases in
der Brennkammer von mindestens 0,3 s sicherzustellen und/oder die Verbrennungsanlage,
insbesondere die Brennkammer, derart dimensioniert ist, eine Verweilzeit des Schadgases
in der Brennkammer von mindestens 0,3 s sicherzustellen, und/oder
- dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungsanlage, insbesondere die Brenneranordnung, vorzugsweise der Stützgasbrenner
und/oder der Schadgasbrenner, eine thermische Leistung zwischen 50kW und 10.000kW
aufweist bzw. aufweisen.
8. Verfahren zum Verbrennen von Schadgas (200), insbesondere Schadgas mit einem Bereitstellungsdruck
von 0 bis 35 mbar und/oder korrosives und/oder kristallbildendes und/oder dampfüberlagertes
Schadgas und/oder Schadgas mit einer Bereitstellungstemperatur von über 50°C, umfassend
die Schritte:
- Bereitstellen (201) einer mobilen Verbrennungsanlage für Schadgas, vorzugsweise
einer mobilen Verbrennungsanlage nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die mobile Verbrennungsanlage eine geschlossene Brennkammer mit einer Brenneranordnung
zur Verbrennung von Schadgas und/oder Stützgas aufweist, und wobei die mobile Verbrennungsanlage
eine Abgasleitung zur Abfuhr von Verbrennungsabgas aus der Brennkammer aufweist,
- Zuführen (202) von Verbrennungsluft zu der Brenneranordnung durch eine Verbrennungsluftleitung
mit einem, vorzugsweise als Ventilator oder als Venturi-Gebläse ausgebildeten, Verbrennungsluftgebläse,
wobei mindestens ein Teil der Verbrennungsluft durch einen Verbrennungswärmetauscher
geführt wird,
- Erwärmen (203) mindestens eines Teils der Verbrennungsluft mittels mindestens eines
Teils des Verbrennungsabgases mit dem Verbrennungsluftwärmetauscher, vorzugsweise
auf eine Temperatur zwischen 300°C und 750°C,
- Abführen (211) des Verbrennungsabgases durch die Abgasleitung mittels eines Abgasgebläses,
das stromabwärts vom Verbrennungsluftwärmetauscher angeordnet ist.
9. Verfahren zum Verbrennen von Schadgas nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,
umfassend die Schritte:
- Steuern (202a) des Anteils von Verbrennungsluft, der durch einen ersten Verbrennungsluftkanal
der Verbrennungsluftleitung, der durch den Verbrennungsluftwärmetauscher verläuft,
geführt wird und/oder
- Steuern (202b) des Anteils von Verbrennungsluft, der durch einen zweiten Verbrennungsluftkanal
der Verbrennungsluftleitung, der nicht durch den Verbrennungsluftwärmetauscher verläuft,
geführt wird.
10. Verfahren zum Verbrennen von Schadgas nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,
umfassend die Schritte:
- Bereitstellen (204) eines Stützgasbrenners und eines Schadgasbrenners, wobei vorzugsweise
der Stützgasbrenner und der Schadgasbrenner jeweils mit der Verbrennungsluftleitung
verbunden sind,
- Zuführen (205) der vorgewärmten Verbrennungsluft aus dem ersten Verbrennungsluftkanal
ganz oder teilweise zu dem Schadgasbrenner.
11. Verfahren zum Verbrennen von Schadgas nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,
umfassend die Schritte:
- Zuführen (206) von Schadgas zu dem Schadgasbrenner durch eine Schadgasleitung, wobei
die Schadgasleitung vorzugsweise gebläsefrei ausgebildet ist, und/oder
- Erwärmen (208) mindestens eines Teils des Schadgases mittels des Verbrennungsabgases
mit einem Schadgaswärmetauscher, und/oder
- Verbrennen (210) von Schadgas und/oder Stützgas in einer geschlossenen Brennkammer.
12. Verfahren zum Verbrennen von Schadgas nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,
umfassend die Schritte:
- Steuern (207a) des Anteils von Schadgas, der durch einen ersten Schadgaskanal der
Schadgasleitung, der durch den Schadgaswärmetauscher verläuft, geführt wird und/oder
- Steuern (207b) des Anteils von Schadgas, der durch einen zweiten Schadgaskanal der
Schadgasleitung, der nicht durch den Schadgaswärmetauscher verläuft, geführt wird.
13. Verfahren zum Verbrennen von Schadgas nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,
umfassend die Schritte:
- Verbinden (201a) der mobilen Verbrennungsanlage mit einer Schadgasquelle und/oder
- Verbrennen von Schadgas auf See, beispielsweise auf einem Schiff und/oder auf einem
Offshorebauwerk, und/oder
- Verbinden der Verbrennungsanlage mit einer, vorzugsweise außerhalb einer mobilen
Trägerplattform angeordneten, Schornsteinanlage, wobei die Brennkammer, die Verbrennungsluftleitung
mit dem Verbrennungsluftgebläse, die Abgasleitung mit dem Abgasgebläse und der Verbrennungsluftwärmetauscher
auf der mobilen Trägerplattform angeordnet und zusammen mit der Trägerplattform transportabel
sind.
14. Verfahren zum Verbrennen von Schadgas nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,
umfassend die Schritte:
- Bereitstellen (231) einer Abgastemperatur stromabwärts des Verbrennungsluftwärmetauschers
und/oder des Schadgaswärmetauschers von maximal 400°C, insbesondere maximal 300°C,
vorzugsweise mittels Steuerung mit der Steuerungseinheit, und/oder
- Bereitstellen (232) einer Mindesttemperatur in der Brennkammer von 850°C und/oder
einer Maximaltemperatur in der Brennkammer von 1250°C, vorzugsweise mittels Steuerung
mit der Steuerungseinheit, und/oder
- Bereitstellen (233) eines Betriebsdrucks von -1,5 mbar bis 1,5 mbar in der Brennkammer,
insbesondere durch Ansteuerung des Abgasgebläses, und/oder
- Erhöhen (234) der Leistung des Abgasgebläses ab einem Betriebsdruck von 1,5 mbar
in der Brennkammer und/oder Beenden des Verbrennungsprozesses ab einem Betriebsdruck
von 10 mbar in der Brennkammer, und/oder
- Sicherstellen (235) einer Verweilzeit des Schadgases in der Brennkammer von mindestens
0,3 s mittels der Steuerungseinrichtung, und/oder
- Bereitstellen (236) einer thermischen Leistung der Verbrennungsanlage, insbesondere
der Brenneranordnung, vorzugsweise des Stützgasbrenners und/oder des Schadgasbrenners,
zwischen 50kW und 10.000kW.
15. Verwendung einer mobilen Verbrennungsanlage (1) nach mindestens einem der Ansprüche
1-7, zum Verbrennen von Schadgas mit einem Bereitstellungsdruck von 0 bis 35 mbar
und/oder für korrosives und/oder kristallbildendes und/oder dampfüberlagertes Schadgas
und/oder für Schadgas mit einer Bereitstellungstemperatur von über 50°C.
Geänderte Patentansprüche gemäss Regel 137(2) EPÜ.
1. Mobile Verbrennungsanlage (1) für Schadgas, insbesondere für Schadgas mit einem Bereitstellungsdruck
von 0 bis 35 mbar und/oder für korrosives und/oder kristallbildendes und/oder dampfüberlagertes
Schadgas und/oder für Schadgas mit einer Bereitstellungstemperatur von über 50°C,
umfassend
- eine geschlossene Brennkammer (2) mit einer Brenneranordnung (9) zur Verbrennung
von Schadgas und vorzugsweise Stützgas,
- eine Verbrennungsluftleitung (10) mit einem, vorzugsweise als Ventilator oder als
Venturi-Gebläse ausgebildeten, Verbrennungsluftgebläse (11) zur Zufuhr von Verbrennungsluft
zu der Brenneranordnung,
- eine Abgasleitung (20) zur Abfuhr von Verbrennungsabgas aus der Brennkammer,
- einen Verbrennungsluftwärmetauscher (3), der angeordnet ist, mindestens einen Teil
der Verbrennungsluft mittels mindestens eines Teils des Verbrennungsabgases zu erwärmen,
vorzugsweise auf eine Temperatur zwischen 300°C und 750°C,
- wobei die Abgasleitung ein Abgasgebläse (21) aufweist, das stromabwärts vom Verbrennungsluftwärmetauscher
angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungsluftleitung einen ersten Verbrennungsluftkanal (10a) aufweist, der
durch den Verbrennungsluftwärmetauscher führt, und einen zweiten Verbrennungsluftkanal
(10b) aufweist, der nicht durch den Verbrennungsluftwärmetauscher führt, wobei eine
Steuerungseinheit (60) vorgesehen ist, die ausgebildet ist, den Anteil von Verbrennungsluft,
der durch den ersten Verbrennungsluftkanal und/oder durch den zweiten Verbrennungsluftkanal
geführt wird, zu steuern.
2. Verbrennungsanlage nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,
- dadurch gekennzeichnet, dass die Brenneranordnung einen Stützgasbrenner (6) und einen Schadgasbrenner (5) aufweist,
wobei vorzugsweise der Stützgasbrenner und der Schadgasbrenner jeweils mit der Verbrennungsluftleitung
verbunden sind, und/oder wobei vorzugsweise die vorgewärmte Verbrennungsluft aus dem
ersten Verbrennungsluftkanal ganz oder teilweise dem Schadgasbrenner zugeführt wird,
und/oder
- dadurch gekennzeichnet, dass die Brenneranordnung einen oder mehrere Rekuperatorbrenner aufweist, mit nachgeschalteten
Brennerwärmetauscher.
3. Verbrennungsanlage nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass ein Schadgaswärmetauscher (3a, 3c) vorgesehen ist, der angeordnet ist, mindestens
einen Teil des Schadgases mittels des Verbrennungsabgases zu erwärmen,
und/oder
dadurch gekennzeichnet, dass eine Schadgasleitung (30) zur Zufuhr von Schadgas zu der Brenneranordnung, insbesondere
dem Schadgasbrenner, vorgesehen ist,
- wobei die Schadgasleitung vorzugsweise gebläsefrei ausgebildet ist und/oder
- wobei vorzugsweise die Schadgasleitung einen ersten Schadgaskanal (30a) aufweist,
der durch den Schadgaswärmetauscher führt, und einen zweiten Schadgaskanal (30b) aufweist,
der nicht durch den Schadgaswärmetauscher führt, wobei vorzugsweise eine Steuerungseinheit
(60) vorgesehen ist, die ausgebildet ist, den Anteil von Schadgas, der durch den ersten
Schadgaskanal und/oder durch den zweiten Schadgaskanal geführt wird, zu steuern.
4. Verbrennungsanlage nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkammer, die Verbrennungsluftleitung mit dem Verbrennungsluftgebläse, die
Abgasleitung mit dem Abgasgebläse und der Verbrennungsluftwärmetauscher auf einer
mobilen Trägerplattform (74) angeordnet und zusammen mit der Trägerplattform transportabel
sind,
- wobei vorzugsweise die Brennkammer, die Verbrennungsluftleitung mit dem Verbrennungsluftgebläse,
die Abgasleitung mit dem Abgasgebläse und der Verbrennungsluftwärmetauscher auf der
mobilen Trägerplattform derart angeordnet sind, dass sie auf der mobilen Trägerplattform
für die Verbrennung von Schadgas einsetzbar sind, und/oder
- wobei vorzugsweise die mobile Trägerplattform als genormter Großraumbehälter (70)
oder Kombination von zwei oder mehreren genormten Großraumbehälter, insbesondere als
ISO-Container, besonders bevorzugt als seetauglicher ISO-Container, und/oder als Gestellrahmenkonstruktion
und/oder als LKW-Anhänger, ausgebildet ist, und/oder
- wobei vorzugsweise die Verbrennungsanlage für einen Einsatz zur Verbrennung von
Schadgas auf See, beispielsweise auf einem Schiff und/oder auf einem Offshorebauwerk
ausgebildet ist, und/oder
- wobei vorzugsweise die Verbrennungsanlage eine oder mehrere der folgenden Komponenten
aufweist, die vorzugsweise jeweils auf der mobilen Trägerplattform angeordnet sind:
∘ einen Stützgastank, und/oder
∘ eine Stromversorgung, vorzugsweise umfassend einen Energiespeicher, beispielsweise
einen Treibstofftank und/oder eine Batterie, und/oder
∘ eine Steuerungseinheit (60), und/oder
∘ einen Flüssigkeitsabscheider, und/oder
∘ eine Gasbarriere (80), und/oder
∘ eine Gaswarnanlage, und/oder
∘ eine Gasmessanalysevorrichtung, und/oder
∘ eine Raumabluftanlage,
und/oder
- dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungsanlage mit einer, vorzugsweise außerhalb der mobilen Trägerplattform
angeordneten, Schornsteinanlage (100) verbunden oder verbindbar ist.
5. Verbrennungsanlage nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,
- dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsluftwärmetauscher und/oder der Schadgaswärmetauscher in die Brennkammer
integriert oder der Brennkammer nachgeschaltet sind und/oder in der Abgasleitung angeordnet
sind, und/oder
- dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsluftwärmetauscher und/oder der Schadgaswärmetauscher als Gas-Gas-Wärmetauscher
und/oder als elektrischer Wärmetauscher und/oder als Gas-Thermalöl-Wärmetauscher ausgebildet
ist bzw. sind, und/oder
- dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsluftwärmetauscher und/oder der Schadgaswärmetauscher und/oder die
Steuerungseinheit ausgebildet sind, eine Abgastemperatur stromabwärts des Verbrennungsluftwärmetauschers
und/oder des Schadgaswärmetauschers von maximal 400°C, insbesondere maximal 300°C,
bereitzustellen.
6. Verbrennungsanlage nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,
- dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit ausgebildet ist, eine Mindesttemperatur in der Brennkammer
von 850°C und/oder eine Maximaltemperatur in der Brennkammer von 1250°C bereitzustellen,
und/oder
- dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit ausgebildet ist, einen Betriebsdruck von -1,5 mbar bis 1,5
mbar in der Brennkammer bereitzustellen, insbesondere durch Ansteuerung des Abgasgebläses,
und/oder
- dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit ausgebildet ist, ab einem Betriebsdruck von 1,5 mbar in der
Brennkammer die Leistung des Abgasgebläses zu erhöhen und/oder ab einem Betriebsdruck
von 10 mbar in der Brennkammer den Verbrennungsprozess zu beenden, und/oder
- dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit derart ausgebildet ist, eine Verweilzeit des Schadgases in
der Brennkammer von mindestens 0,3 s sicherzustellen und/oder die Verbrennungsanlage,
insbesondere die Brennkammer, derart dimensioniert ist, eine Verweilzeit des Schadgases
in der Brennkammer von mindestens 0,3 s sicherzustellen, und/oder
- dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungsanlage, insbesondere die Brenneranordnung, vorzugsweise der Stützgasbrenner
und/oder der Schadgasbrenner, eine thermische Leistung zwischen 50kW und 10.000kW
aufweist bzw. aufweisen.
7. Verfahren zum Verbrennen von Schadgas (200), insbesondere Schadgas mit einem Bereitstellungsdruck
von 0 bis 35 mbar und/oder korrosives und/oder kristallbildendes und/oder dampfüberlagertes
Schadgas und/oder Schadgas mit einer Bereitstellungstemperatur von über 50°C, umfassend
die Schritte:
- Bereitstellen (201) einer mobilen Verbrennungsanlage für Schadgas, vorzugsweise
einer mobilen Verbrennungsanlage nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die mobile Verbrennungsanlage eine geschlossene Brennkammer mit einer Brenneranordnung
zur Verbrennung von Schadgas und/oder Stützgas aufweist, und wobei die mobile Verbrennungsanlage
eine Abgasleitung zur Abfuhr von Verbrennungsabgas aus der Brennkammer aufweist,
- Zuführen (202) von Verbrennungsluft zu der Brenneranordnung durch eine Verbrennungsluftleitung
mit einem, vorzugsweise als Ventilator oder als Venturi-Gebläse ausgebildeten, Verbrennungsluftgebläse,
wobei mindestens ein Teil der Verbrennungsluft durch einen Verbrennungswärmetauscher
geführt wird,
- Erwärmen (203) mindestens eines Teils der Verbrennungsluft mittels mindestens eines
Teils des Verbrennungsabgases mit dem Verbrennungsluftwärmetauscher, vorzugsweise
auf eine Temperatur zwischen 300°C und 750°C,
- Abführen (211) des Verbrennungsabgases durch die Abgasleitung mittels eines Abgasgebläses,
das stromabwärts vom Verbrennungsluftwärmetauscher angeordnet ist,
gekennzeichnet durch die Schritte:
- Steuern (202a) des Anteils von Verbrennungsluft, der durch einen ersten Verbrennungsluftkanal
der Verbrennungsluftleitung, der durch den Verbrennungsluftwärmetauscher verläuft,
geführt wird und/oder
- Steuern (202b) des Anteils von Verbrennungsluft, der durch einen zweiten Verbrennungsluftkanal
der Verbrennungsluftleitung, der nicht durch den Verbrennungsluftwärmetauscher verläuft,
geführt wird.
8. Verfahren zum Verbrennen von Schadgas nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,
umfassend die Schritte:
- Bereitstellen (204) eines Stützgasbrenners und eines Schadgasbrenners, wobei vorzugsweise
der Stützgasbrenner und der Schadgasbrenner jeweils mit der Verbrennungsluftleitung
verbunden sind,
- Zuführen (205) der vorgewärmten Verbrennungsluft aus dem ersten Verbrennungsluftkanal
ganz oder teilweise zu dem Schadgasbrenner.
9. Verfahren zum Verbrennen von Schadgas nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,
umfassend die Schritte:
- Zuführen (206) von Schadgas zu dem Schadgasbrenner durch eine Schadgasleitung, wobei
die Schadgasleitung vorzugsweise gebläsefrei ausgebildet ist, und/oder
- Erwärmen (208) mindestens eines Teils des Schadgases mittels des Verbrennungsabgases
mit einem Schadgaswärmetauscher, und/oder
- Verbrennen (210) von Schadgas und/oder Stützgas in einer geschlossenen Brennkammer.
10. Verfahren zum Verbrennen von Schadgas nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,
umfassend die Schritte:
- Steuern (207a) des Anteils von Schadgas, der durch einen ersten Schadgaskanal der
Schadgasleitung, der durch den Schadgaswärmetauscher verläuft, geführt wird und/oder
- Steuern (207b) des Anteils von Schadgas, der durch einen zweiten Schadgaskanal der
Schadgasleitung, der nicht durch den Schadgaswärmetauscher verläuft, geführt wird.
11. Verfahren zum Verbrennen von Schadgas nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,
umfassend die Schritte:
- Verbinden (201a) der mobilen Verbrennungsanlage mit einer Schadgasquelle und/oder
- Verbrennen von Schadgas auf See, beispielsweise auf einem Schiff und/oder auf einem
Offshorebauwerk, und/oder
- Verbinden der Verbrennungsanlage mit einer, vorzugsweise außerhalb einer mobilen
Trägerplattform angeordneten, Schornsteinanlage, wobei die Brennkammer, die Verbrennungsluftleitung
mit dem Verbrennungsluftgebläse, die Abgasleitung mit dem Abgasgebläse und der Verbrennungsluftwärmetauscher
auf der mobilen Trägerplattform angeordnet und zusammen mit der Trägerplattform transportabel
sind.
12. Verfahren zum Verbrennen von Schadgas nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,
umfassend die Schritte:
- Bereitstellen (231) einer Abgastemperatur stromabwärts des Verbrennungsluftwärmetauschers
und/oder des Schadgaswärmetauschers von maximal 400°C, insbesondere maximal 300°C,
vorzugsweise mittels Steuerung mit der Steuerungseinheit, und/oder
- Bereitstellen (232) einer Mindesttemperatur in der Brennkammer von 850°C und/oder
einer Maximaltemperatur in der Brennkammer von 1250°C, vorzugsweise mittels Steuerung
mit der Steuerungseinheit, und/oder
- Bereitstellen (233) eines Betriebsdrucks von -1,5 mbar bis 1,5 mbar in der Brennkammer,
insbesondere durch Ansteuerung des Abgasgebläses, und/oder
- Erhöhen (234) der Leistung des Abgasgebläses ab einem Betriebsdruck von 1,5 mbar
in der Brennkammer und/oder Beenden des Verbrennungsprozesses ab einem Betriebsdruck
von 10 mbar in der Brennkammer, und/oder
- Sicherstellen (235) einer Verweilzeit des Schadgases in der Brennkammer von mindestens
0,3 s mittels der Steuerungseinrichtung, und/oder
- Bereitstellen (236) einer thermischen Leistung der Verbrennungsanlage, insbesondere
der Brenneranordnung, vorzugsweise des Stützgasbrenners und/oder des Schadgasbrenners,
zwischen 50kW und 10.000kW.
13. Verwendung einer mobilen Verbrennungsanlage (1) nach mindestens einem der Ansprüche
1-6, zum Verbrennen von Schadgas mit einem Bereitstellungsdruck von 0 bis 35 mbar
und/oder für korrosives und/oder kristallbildendes und/oder dampfüberlagertes Schadgas
und/oder für Schadgas mit einer Bereitstellungstemperatur von über 50°C.