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Patent Searching and Data


Title:
THERMAL EXHAUST AIR TREATMENT PLANT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2011/113732
Kind Code:
A1
Abstract:
To provide a thermal exhaust air treatment plant, comprising a combustion chamber and a heat exchanger for transferring heat from a cleaned gas produced in the combustion chamber to an untreated gas to be supplied to the combustion chamber, wherein the heat exchanger comprises an inner heat exchanger chamber through which an inner fluid medium can flow and comprises an outer heat exchanger chamber through which an outer fluid medium can flow, which thermal exhaust air treatment plant permits regulation of the cleaned gas outlet temperature without a reduction in the cleaned gas quality, it is proposed that the thermal exhaust air treatment plant comprises a bypass device with a separating device by means of which a part of the outer fluid flow can be separated, as a bypass fluid flow, from an outer residual fluid flow, and with an admixing device by means of which the bypass fluid flow can be admixed to the residual fluid flow again after the residual fluid flow has passed through a section of the outer heat exchanger chamber.

Inventors:
GYSIN THORSTEN (DE)
RIEDER ERHARD (DE)
Application Number:
PCT/EP2011/053551
Publication Date:
September 22, 2011
Filing Date:
March 09, 2011
Export Citation:
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Assignee:
DUERR SYSTEMS GMBH (DE)
GYSIN THORSTEN (DE)
RIEDER ERHARD (DE)
International Classes:
F23G7/06
Foreign References:
US5643544A1997-07-01
US4255132A1981-03-10
US4650414A1987-03-17
DE3605415A11987-08-27
US4460331A1984-07-17
US5643544A1997-07-01
US4255132A1981-03-10
US4650414A1987-03-17
DE3605415A11987-08-27
US4460331A1984-07-17
Attorney, Agent or Firm:
HOEGER, STELLRECHT & PARTNER (DE)
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Claims:
Patentansprüche

Thermische Abluftreinigungsanlage, umfassend eine Brennkammer (102) und einen Wärmetauscher (134) zur Übertragung von Wärme aus einem in der Brennkammer (102) erzeugten Reingas auf ein der Brennkammer (102) zuzuführendes Rohgas,

wobei der Wärmetauscher (134) einen von einem inneren fluiden

Medium durchströmbaren inneren Wärmetauscherraum (140) und einen von einem äußeren fluiden Medium durchströmbaren äußeren Wärmetauscherraum (144) umfasst, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die thermische Abluftreinigungsanlage (100) eine Bypasseinrichtung (126)

mit einer Abtrennvorrichtung (124), mittels welcher ein Teil des äußeren Fluidstroms als Bypass-Fluidstrom von einem äußeren Rest-Fluidstrom abtrennbar ist, und

mit einer Zumischvorrichtung (148), mittels welcher der Bypass- Fluidstrom wieder in den Rest-Fluidstrom zumischbar ist, nachdem der Rest-Fluidstrom einen Abschnitt (150) des äußeren

Wärmetauscherraums (144) passiert hat,

umfasst.

Thermische Abluftreinigungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zumischvorrichtung (148) mindestens eine Zumisch- stelle (220) umfasst, die sich über mindestens die Hälfte des Umfangs des Rest-Fluidstroms erstreckt.

3. Thermische Abluftreinigungsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zumischstelle (220) sich ringförmig um den Strömungsweg des Rest-Fluidstroms herum erstreckt.

4. Thermische Abluftreinigungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zumischvorrichtung (148) mehrere Zumischstellen (220) umfasst, wobei die Zumischstellen (220) über einen Zumischbereich verteilt sind, der sich über mindestens die Hälfte des Umfangs des Rest-Fluidstroms erstreckt.

5. Thermische Abluftreinigungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bypasseinrichtung (126) einen

Bypasskanal (130) umfasst, welcher den Strömungsweg des Rest- Fluidstroms ringförmig umgibt.

6. Thermische Abluftreinigungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bypasseinrichtung (126) mindestens ein Drosselelement (222) im Strömungsweg des Bypass-Fluidstroms umfasst.

7. Thermische Abluftreinigungsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Drosselelement (222) als eine Strömungsbarriere mit Durchtrittsöffnungen (224) ausgebildet ist.

8. Thermische Abluftreinigungsanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die gesamte Durchtrittsfläche der Durchtrittsöffnungen (224) in der Strömungsbarriere 150 % oder weniger einer Eintrittsquerschnittsfläche der Bypasseinrichtung (126) beträgt.

9. Thermische Abluftreinigungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zumischvorrichtung (148) stromaufwärts von einem Austritt (146; 162) des äußeren fluiden Mediums aus dem äußeren Wärmetauscherraum (144) angeordnet ist.

10. Thermische Abluftreinigungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtrennvorrichtung (124) eine

Bypassklappe (212) zum Steuern des Eintritts des Bypass-Fluidstroms in die Bypasseinrichtung (126) und eine Wärmetauscherklappe (208) zum Steuern des Eintritts des Rest-Fluidstroms in den Wärmetauscher (134) umfasst.

11. Thermische Abluftreinigungsanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Bypassklappe (212) und die Wärmetauscherklappe (208) mechanisch und/oder steuerungstechnisch miteinander gekoppelt sind.

12. Thermische Abluftreinigungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtrennvorrichtung (124) stromaufwärts von einem Eintritt (132; 160) des Rest-Fluidstroms in den äußeren Wärmetauscherraum (144) angeordnet ist.

13. Thermische Abluftreinigungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Wärmetauscherraum (144) von der Brennkammer (102) zuzuführendem Rohgas durchströmbar ist.

14. Thermische Abluftreinigungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Wärmetauscherraum (144) von in der Brennkammer (102) erzeugtem Reingas durchströmbar ist. Verfahren zum Reinigen eines oxidierbare Bestandteile enthaltenden Rohgasstroms mittels einer thermischen Abluftreinigungsanlage, umfassend folgende Verfahrensschritte:

Zuführen des Rohgasstroms zu einer Brennkammer (102);

Erzeugen eines Reingasstroms durch zumindest teilweises Oxidie- ren der oxidierbaren Bestandteile des Rohgasstroms in der Brennkammer;

Übertragen von Wärme aus dem Reingasstrom auf den Rohgasstrom mittels eines Wärmetauschers (134), wobei der Wärmetauscher (134) einen von einem inneren fluiden Medium durchströmten inneren Wärmetauscherraum (140) und einen von einem äußeren fluiden Medium durchströmten äußeren Wärmetauscherraum (144) umfasst; gekennzeichnet durch folgende weitere Verfahrensschritte:

Abtrennen eines Teils des äußeren Fluidstroms als Bypass-Fluid- strom von einem äußeren Rest-Fluidstrom mittels einer Abtrennvorrichtung (124);

Zumischen des Bypass-Fluidstroms in den Rest-Fluidstrom mittels einer Zumischvorrichtung (148), nachdem der Rest-Fluidstrom einen Abschnitt (150) des äußeren Wärmetauscherraums (144) passiert hat.

Description:
Thermische Abluftreinigungsanlage

Die vorliegende Erfindung betrifft eine thermische Abluftreinigungsanlage, die eine Brennkammer und einen Wärmetauscher zur Übertragung von Wärme aus einem in der Brennkammer erzeugten Reingas auf ein der Brennkammer zuzuführendes Rohgas umfasst, wobei der Wärmetauscher einen von einem inneren fluiden Medium durchströmbaren inneren Wärmetauscherraum und einen von einem äußeren fluiden Medium durchströmbaren äußeren Wärmetauscherraum umfasst.

Das aus einer solchen thermischen Abluftreinigungsanlage austretende Reingas wird häufig für weitere thermodynamische Prozesse benutzt, weshalb die Reingas-Austrittstemperatur beim Austritt aus der thermischen Abluftreinigungsanlage geregelt werden muss.

Zur Regelung der Reingas-Austrittstemperatur wird gemäß dem Stand der Technik eine interne Heißgas-Bypassklappe verwendet. Durch das Öffnen oder teilweise Öffnen dieser Klappe wird erreicht, dass sehr heißes Reingas, direkt aus der Brennkammer, an dem internen Reingas-Rohgas-Wärmetauscher der thermischen Abluftreinigungsanlage vorbeigeleitet und direkt zum aus dem Reingasaustritt des Reingas-Rohgas-Wärmetauschers austretenden Reingas zugemischt wird . Der Mischstrom aus dem heißen Reingas, welches direkt aus der Brennkammer stammt, und dem im Reingas-Rohgas-Wärmetauscher gekühlten Reingas nimmt dann eine Mischtemperatur an, welche der gewünschten Reingas-Austrittstemperatur entspricht.

Eine solche Heißgas-Bypassklappe ist jedoch bei thermischen Abluftreinigungsanlagen in Kompaktbauweise bauartbedingt am Ende der Brennkammer und am Beginn einer Reaktionskammer angeordnet, welche bei geschlossener Bypassklappe von der Abluft aus der Brennkammer durchströmt wird . Hierdurch wird die Verweilzeit der zu reinigenden Abluft auf der für eine vollständige Umwandlung der darin enthaltenen Schadstoffe benötigten Reaktionstemperatur verlängert.

Damit alle Umwandlungsreaktionen vollständig ablaufen können, ist es erforderlich, dass eine ausreichend lange Verweilzeit eingehalten wird, welche für jede thermische Abluftreinigungsanlage festgelegt ist und üblicherweise zwischen 0,8 Sekunden und 1,2 Sekunden beträgt. Hierbei wird als Verweilzeit die Aufenthaltsdauer eines Gasmoleküls in dem sogenannten Reaktionsraum gerechnet, welcher sich aus der Brennkammer und einer die Brennkammer umgebenden Reaktionskammer zusammensetzt. Die Verweilzeit beginnt mit dem Eintritt des Rohgases durch den Brenner in die Brennkammer und endet mit dem Eintritt des Reingases in den Reingas-Rohgas-Wärmetauscher, in welchem das Reingas durch Wärmeübertrag auf das Rohgas abgekühlt wird .

Wenn nun durch die Heißgas-Bypassklappe ein Teilstrom der Abluft entnommen wird, strömt dieser Teilstrom nicht mehr durch die Reaktionskammer, sondern verlässt schon nach der Brennkammer den Reaktionsraum. Dadurch wird die Verweilzeit für diesen Teilstrom der Abluft verkürzt, und es können in diesem Teilstrom nicht sämtliche Umwandlungsreaktionen ablaufen, die für eine vollständige Schadstoffvernichtung notwendig sind .

Hierdurch wird die Qualität des von der thermischen Abluftreinigungsanlage abgegebenen Reingases verschlechtert.

Eine bekannte Abhilfe für dieses Problem besteht darin, eine weitere Umlenkkammer in den Reaktionsraum einzubringen, die zumindest teilweise die Verkürzung der Verweilzeit für den durch die Heißgas-Bypassklappe entnommenen Teilstrom der Abluft kompensiert. Der Nachteil einer solchen Umlenkkammer besteht jedoch darin, dass diese bauartbedingt die Verweilzeit für den nicht durch die Heißgas-Bypassklappe entnommenen Teilstrom herabsetzt. Um diese Reduktion der Verweilzeit zu kompensieren, muss die thermische Abluftreinigungsanlage länger gebaut und im Volumen vergrößert werden, was den Platzbedarf der thermischen Abluftreinigungsanlage erhöht.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine thermische Abluftreinigungsanlage der eingangs genannten Art zu schaffen, welche eine Regelung der Reingas-Austrittstemperatur ermöglicht, ohne die Reingasqualität zu vermindern.

Diese Aufgabe wird bei einer thermischen Abluftreinigungsanlage mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die thermische Abluftreinigungsanlage eine Bypasseinrichtung mit einer Abtrennvorrichtung, mittels welcher ein Teil des äußeren Fluidstroms als Bypass-Fluidstrom von einem äußeren Rest-Fluidstrom abtrennbar ist, und mit einer Zumischvorrichtung, mittels welcher der Bypass-Fluidstrom wieder in den Rest-Fluidstrom zumischbar ist, nachdem der Rest-Fluidstrom einen Abschnitt des äußeren Wärmetauscherraums passiert hat, umfasst.

Der vorliegenden Erfindung liegt das Konzept zugrunde, die Reingas-Austrittstemperatur der thermischen Abluftreinigungsanlage dadurch zu regeln, dass ein Teil des äußeren Fluidstroms einen Abschnitt des Reingas-Rohgas- Wärmetauschers der thermischen Abluftreinigungsanlage umgeht, wodurch der Wirkungsgrad des Wärmetauschers in kontrollierter Weise reduzierbar ist.

Dabei kann es sich bei dem äußeren Fluidstrom um das dem Wärmetauscher zugeführte Rohgas oder um das dem Wärmetauscher zugeführte Reingas handeln.

Im Gegensatz zur Verwendung einer Heißgas-Bypassklappe wird die Verweilzeit der Abluft auf der Reaktionstemperatur in dem Reaktionsraum durch diese Aufteilung des äußeren Fluidstroms in keinem Fall verkürzt. Die Reingas-Austrittstemperatur T A ist mittels des erfindungsgemäßen regelbaren Reingas-Rohgas-Wärmetauschers einfach dadurch regelbar, dass der Anteil des Bypass-Fluidstroms an dem gesamten äußeren Fluidstrom variiert wird .

Je größer der Anteil des Bypass-Fluidstroms am gesamten äußeren Fluidstrom ist, umso geringer ist der Wirkungsgrad des Reingas-Rohgas-Wärmetauschers, und umso höher liegt daher die Reingas-Austrittstemperatur am Reingasaustritt der thermischen Abluftreinigungsanlage.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Zumischvorrichtung, mittels welcher der Bypass-Fluidstrom wieder in den Rest-Fluidstrom zumischbar ist, mindestens eine Zumischstelle umfasst, die sich über mindestens die Hälfte des Umfangs des Strömungswegs des Rest- Fluidstroms erstreckt. Auf diese Weise wird eine möglichst homogene Zumischung des kalten Bypass-Fluidstroms in den in dem bereits passierten Abschnitt des äußeren Wärmetauscherraums erwärmten Rest-Fluidstrom erzielt.

Besonders günstig ist es, wenn die Zumischvorrichtung mindestens eine Zumischstelle umfasst, die sich über mindestens zwei Drittel, insbesondere über mindestens 90 %, des Umfangs des Rest-Fluidstroms erstreckt.

Besonders günstig ist es, wenn die Zumischstelle sich im Wesentlichen über den gesamten Umfang des Rest-Fluidstroms erstreckt.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Zumischstelle sich ringförmig um den Strömungsweg des Rest-Fluidstroms herum erstreckt.

Durch die Zumischung des nicht vorgewärmten Bypass-Fluidstroms auf dem gesamten Umfang des Rest-Fluidstroms bzw. auf einem erheblichen Teil dieses Umfangs wird eine sehr gute Vermischung der beiden Teilströme erreicht. Hierdurch werden die Nachteile vermieden, die sich bei einer nur lokalen Zumischung über eine Rohrleitung ergeben, nämlich thermische Ungleichgewichte und hierdurch hervorgerufene thermische Spannungen im Bereich des Anlagenmantels, welche sich negativ auf die Lebensdauer der Abluftreinigungsanlage auswirken.

Durch die Zumischung des Bypass-Fluidstroms in den Rest-Fluidstrom über einen erheblichen Teil des Umfangs des Rest-Fluidstroms stellt sich auch dann eine homogene Vermischung beider Teilströme ein, wenn die beiden Teilströme aufgrund der unterschiedlichen Temperaturen stark unterschiedliche Viskositäten aufweisen.

Durch die hohe Homogenität des aus dem Bypass-Fluidstrom und dem Rest- Fluidstrom gemischten Gesamt-Fluidstroms werden die thermodynamischen Eigenschaften der Abluftreinigungsanlage verbessert.

Alternativ oder ergänzend zu einer Zumischstelle, die sich über mindestens die Hälfte des Umfangs des Rest-Fluidstroms erstreckt, kann die Zumischvorrich- tung auch mehrere Zumischstellen umfassen, wobei diese Zumischstellen über einen Zumischbereich verteilt sind, der sich über mindestens die Hälfte des Umfangs des Rest-Fluidstroms erstreckt.

Besonders günstig ist es, wenn der Zumischbereich sich über mindestens zwei Drittel, vorzugsweise über mindestens 90 %, des Umfangs des Rest- Fluidstroms erstreckt.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Abluftreinigungsanlage erstreckt sich der Zumischbereich im Wesentlichen über den gesamten Umfang des Rest- Fluidstroms. Die Mischung des Bypass-Fluidstroms mit dem Rest-Fluidstrom erfolgt vorzugsweise zumindest teilweise, insbesondere überwiegend, in einem Mischraum, der kein Wärmetauscherrohr des Wärmetauschers enthält. Dadurch wird vermieden, dass der kalte Bypass-Fluidstrom ein Wärmetauscherrohr direkt beaufschlagt, was zu hohen thermischen Spannungen führen könnte.

Insbesondere kann der Mischraum radial außerhalb eines Wärmetauscherrohr- Bündels des Wärmetauschers angeordnet sein.

Die Bypasseinrichtung kann einen Bypasskanal umfassen, welcher den

Strömungsweg des Rest-Fluidstroms ringförmig umgibt.

Durch einen solchen Bypasskanal gelangt der Bypass-Fluidstrom von der Abtrennvorrichtung zu der Zumischvorrichtung.

Der Bypasskanal erstreckt sich vorzugsweise über einen Teil der Länge des Wärmetauschers, vorzugsweise über mindestens ein Drittel der Länge des Wärmetauschers, insbesondere über mindestens die Hälfte der Länge des Wärmetauschers.

Um die Verteilung des Bypass-Fluidstroms durch den Bypasskanal über die gesamte Querschnittsfläche des Bypasskanals hinweg möglichst zu vergleichmäßigen, umfasst die Bypasseinrichtung vorzugsweise mindestens ein

Drosselelement im Strömungsweg des Bypass-Fluidstroms.

Ein solches Drosselelement kann insbesondere als eine Strömungsbarriere mit Durchtrittsöffnungen ausgebildet sein.

Der Bypasskanal kann insbesondere im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildet sein. Eine besonders gute Verteilung des Bypass-Fluidstroms über den Durchtrittsquerschnitt des Bypasskanals wird erzielt, wenn die gesamte Durchtrittsfläche der Durchtrittsöffnungen in der Strömungsbarriere 150 % oder weniger, insbesondere 125 % oder weniger, einer Eintrittsquerschnittsfläche der Bypass- einrichtung beträgt.

Um den Strömungswiderstand des Drosselelements nicht zu stark zu erhöhen, ist es ferner günstig, wenn die gesamte Durchtrittsfläche der Durchtrittsöffnungen in der Strömungsbarriere 50 % oder mehr, insbesondere 75 % oder mehr, einer Eintrittsquerschnittsfläche der Bypasseinrichtung beträgt.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Zumischvorrichtung stromaufwärts von einem Austritt des äußeren fluiden Mediums aus dem äußeren Wärmetauscherraum angeordnet ist. Hierdurch erfolgt die Zumischung des Bypass-Fluidstroms in den Rest-Fluidstrom noch innerhalb des Reingas-Rohgas-Wärmetauschers, wodurch erreicht wird, dass die beiden Teilströme gut miteinander vermischt sind, bevor der äußere Fluidstrom aus dem Wärmetauscher austritt (nämlich in die Brennkammer, wenn das Rohgas als äußeres Fluid verwendet wird, oder in eine Reingasleitung, wenn das Reingas als äußeres Fluid verwendet wird).

Um die Reingas-Austrittstemperatur der thermischen Abluftreinigungsanlage in einfacher Weise steuern oder regeln zu können, ist es günstig, wenn die Abtrennvorrichtung eine Bypassklappe zum Steuern des Eintritts des Bypass- Fluidstroms in die Bypasseinrichtung und eine Wärmetauscherklappe zum Steuern des Eintritts des Rest-Fluidstroms in den Wärmetauscher umfasst.

Vorzugsweise sind hierbei die Bypassklappe und die Wärmetauscherklappe mechanisch und/oder steuerungstechnisch (d .h. durch koordinierte Ansteue- rung mittels einer Steuerungsvorrichtung der thermischen Abluftreinigungsanlage) miteinander gekoppelt. Diese Kopplung wird beispielsweise durch eine adaptive Klappenmechanik erreicht.

Die Kopplung der beiden Klappen wird vorzugsweise so durchgeführt, dass eine Öffnungsbewegung der Bypassklappe, durch welche der Eintrittsquerschnitt der Bypasseinrichtung vergrößert wird, gleichzeitig mit einer Schließbewegung der Wärmetauscherklappe erfolgt, durch welche der Eintrittsquerschnitt in den Wärmetauscher verringert wird, und umgekehrt.

Durch die Kopplung der Bypassklappe und der Wärmetauscherklappe lässt sich die Aufteilung des gesamten äußeren Fluidstroms auf den Bypass-Fluidstrom und den Rest-Fluidstrom vorzugsweise im Wesentlichen stufenlos durchführen, wodurch der Wirkungsgrad des Wärmetauschers und damit die Reingas-Aus- trittstemperatur in einfacher Weise regelbar ist.

Die Abtrennvorrichtung ist vorzugsweise stromaufwärts von einem Eintritt des Rest-Fluidstroms in den äußeren Wärmetauscherraum angeordnet. Hierdurch wird der äußere Fluidstrom in den Bypass-Fluidstrom und den Rest-Fluidstrom aufgeteilt, bevor der Rest-Fluidstrom in den Wärmetauscher eintritt und in diesem erwärmt oder abgekühlt wird. Bei einer besonderen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen thermischen Abluftreinigungsanlage ist vorgesehen, dass der äußere Wärmetauscherraum von der Brennkammer zuzuführendem Rohgas durchströmbar ist. In diesem Fall wird das Rohgas als das äußere Fluid verwendet.

Alternativ hierzu kann auch vorgesehen sein, dass der äußere Wärmetauscherraum von in der Brennkammer erzeugtem Reingas durchströmbar ist. In diesem Fall wird das Reingas als das äußere Fluid verwendet.

Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Reinigen eines oxi- dierbare Bestandteile enthaltenden Rohgasstroms mittels einer thermischen Abluftreinigungsanlage, welches folgende Verfahrensschritte umfasst: Zuführen des Rohgasstroms zu einer Brennkammer;

Erzeugen eines Reingasstroms durch zumindest teilweises Oxidieren der oxidierbaren Bestandteile des Rohgasstroms in der Brennkammer;

Übertragen von Wärme aus dem Reingasstrom auf den Rohgasstrom mittels eines Wärmetauschers, wobei der Wärmetauscher einen von einem inneren fluiden Medium durchströmten inneren Wärmetauscherraum und einen von einem äußeren fluiden Medium durchströmten äußeren Wärmetauscherraum umfasst.

Der vorliegenden Erfindung liegt die weitere Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der vorstehend genannten Art zu schaffen, welches eine Regelung der Rein- gas-Austrittstemperatur ermöglicht, ohne die Qualität des Reingases zu beeinträchtigen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 15 gelöst, welches folgende weitere Verfahrensschritte umfasst:

Abtrennen eines Teils des äußeren Fluidstroms als Bypass-Fluidstrom von einem äußeren Rest-Fluidstrom mittels einer Abtrennvorrichtung; und

Zumischen des Bypass-Fluidstroms in den Rest-Fluidstrom mittels einer Zumischvorrichtung, nachdem der Rest-Fluidstrom einen Abschnitt des äußeren Wärmetauscherraums passiert hat.

Die erfindungsgemäße thermische Abluftreinigungsanlage ist vorzugsweise als eine rekuperative Abluftreinigungsanlage mit einem rekuperativen Reingas- Rohgas- Wärmetauscher ausgebildet. Da durch den bei der erfindungsgemäßen thermischen Abluftreinigungsanlage verwendeten regelbaren Wärmetauscher bei Benutzung der Bypasseinrichtung die Reingas-Austrittstemperatur bei Bedarf erhöht werden kann, ist es sinnvoll, den Betriebspunkt der thermischen Abluftreinigungsanlage nicht auf die Soll-Austrittstemperatur des Reingases, sondern auf eine etwas niedrigere Temperatur, vorzugsweise auf eine um mindestens 10°C niedrigere Temperatur, insbesondere auf eine um ungefähr 20°C niedrigere Temperatur, auszulegen.

Während des Betriebs der thermischen Abluftreinigungsanlage kann dann durch Regeln des Wärmetauschers mittels der Bypassklappe und der Wärmetauscherklappe die tatsächlich benötigte Reingas-Austrittstemperatur T A ein ¬ geregelt werden.

In Phasen kleinerer Wärmeabnahme durch der thermischen Abluftreinigungsanlage nachgeschaltete Wärmetauscher, beispielsweise in Produktionspausen, kann dann auf die niedrigstmögliche Reingas-Austrittstemperatur des Betriebspunktes geregelt werden, um Energie zu sparen.

In allen Regelstellungen des Wärmetauschers bleibt die volle Verweilzeit der Abluft in dem Reaktionsraum erhalten.

Bei der erfindungsgemäßen thermischen Abluftreinigungsanlage ist die Reingas-Austrittstemperatur ohne Verwendung einer Heißgas-Bypassklappe regelbar.

Deshalb kann auch eine solche Heißgas-Bypassklappe, durch welche heißes Reingas aus der Brennkammer direkt zum Reingasaustritt der Abluftreinigungsanlage gelangt, entfallen. Um erforderlichenfalls die Reingas-Austrittstemperatur der thermischen Abluftreinigungsanlage weiter steigern zu können, kann aber auch eine erfindungsgemäße thermische Abluftreinigungsanlage mit einer solchen Heißgas- Bypassklappe zusätzlich zu der Bypasseinrichtung versehen sein.

Die Verweilzeit der zu reinigenden Abluft in der Brennkammer und einer auf die Brennkammer folgenden Reaktionskammer oder einem auf die Brennkammer folgenden Reingaskanal bleibt unabhängig von der Regelstellung der Bypasseinrichtung stets gleich.

Der Primärenergiebedarf der thermischen Abluftreinigungsanlage im Pausenbetrieb wird deutlich reduziert.

Insbesondere durch die konzentrische Anordnung der Bypasseinrichtung um den Wärmetauscher und durch die Vergleichmäßigung des Bypass-Fluidstroms durch die Bypasseinrichtung mittels der Drosselelemente wird eine gleichmäßige Zumischung des Bypass-Fluidstroms zu dem Rest-Fluidstrom im Wärmetauscher erreicht.

Hierdurch wird der bestmögliche Wirkungsgrad des Wärmetauschers sowie eine gleichmäßige Temperaturverteilung in der thermischen Abluft-Reinigungsanlage erzielt, was für eine Erhöhung der Lebensdauer der Abluftreinigungsanlage besonders wichtig ist.

Wenn das Rohgas den äußeren Fluidstrom bildet, welcher in den Bypass- Fluidstrom und den Rest-Fluidstrom aufgeteilt wird, so werden diese beiden Teilströme vor dem Eintreten des Rohgases in den Brenner homogen miteinander vermischt, wodurch eine stabile Reinigungsleistung der Abluftreinigungsanlage erzielt wird.

Die gleichmäßige Zumischung des Bypass-Fluidstroms über einen erheblichen Anteil des Umfangs, vorzugsweise über den gesamten Umfang, des Rest- Fluidstroms reduziert die durch Temperaturgradienten verursachten thermischen Spannungen auf ein Minimalmaß.

Wenn die thermische Abluftreinigungsanlage so ausgelegt wird, dass die Auslegungstemperatur im Betriebspunkt der thermischen Abluftreinigungsanlage niedriger ist als die Soll-Austrittstemperatur des Reingases, kann mittels des regelbaren Wärmetauschers die tatsächliche Reingas-Austrittstemperatur im Betrieb der thermischen Abluftreinigungsanlage sowohl auf eine Temperatur oberhalb der Soll-Austrittstemperatur als auch auf eine Temperatur unterhalb der Soll-Austrittstemperatur eingeregelt werden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen.

In den Zeichnungen zeigen :

Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild einer thermischen Abluftreinigungsanlage mit einem regelbaren Reingas-Rohgas-Wärmetau- scher, bei welchem ein Bypass-Fluidstrom des Rohgases vor dem Eintritt in den Wärmetauscher von einem Rest-Fluidstrom des Rohgases abtrennbar ist und der Bypass-Fluidstrom dem Rest- Fluidstrom vor dem Austritt aus dem Wärmetauscher wieder zumischbar ist;

Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt durch eine Brennkammer, einen die Brennkammer umgebenden Reingas-Rohgas-Wärme- tauscher und eine Bypass-Einrichtung mit Abtrennvorrichtung und Zumischvorrichtung der thermischen Abluftreinigungsanlage aus Fig. 1; einen schematischen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform einer Brennkammer, eines die Brennkammer umgebenden Reingas-Rohgas-Wärmetauschers und einer Bypasseinrichtung mit Abtrennvorrichtung und Zumischvorrichtung; eine vergrößerte Darstellung des Bereichs I aus Fig . 3; eine vergrößerte Darstellung des Bereichs II aus Fig. 3; eine schematische Draufsicht von oben auf die thermische Abluftreinigungsanlage aus Fig. 3 im Bereich eines Rohgaseintritts in den Wärmetauscher und eines Rohgaseintritts in die Bypasseinrichtung, mit der Blickrichtung in Richtung des Pfeiles 6 in Fig. 3; einen schematischen Querschnitt durch die thermische Abluftreinigungsanlage aus Fig. 3, längs der Linie 7-7 in Fig. 3; eine schematische Darstellung eines mehrlagigen Wärmetauscherrohrbündels des Reingas-Rohgas-Wärmetauschers der thermischen Abluftreinigungsanlage aus Fig. 3; einen schematischen Querschnitt durch die thermische Abluftreinigungsanlage aus Fig . 3, längs der Linie 9-9 in Fig. 3; eine schematische Ansicht eines ringförmigen Drosselelements in der Bypasseinrichtung der thermischen Abluftreinigungsanlage aus Fig . 3; eine schematische Draufsicht von oben auf eine Abtrennvorrichtung der Bypasseinrichtung der thermischen Abluftreinigungsanlage aus Fig. 3; Fig. 12 eine schematische Vorderansicht der Abtrennvorrichtung aus

Fig. 11, mit der Blickrichtung in Richtung des Pfeiles 12 in Fig. 11;

Fig. 13 eine schematische Draufsicht auf eine Antriebsvorrichtung der

Abtrennvorrichtung aus den Fig. 11 und 12;

Fig. 14 eine schematische Seitenansicht der Antriebsvorrichtung für die

Abtrennvorrichtung, mit der Blickrichtung in Richtung des Pfeiles 14 in Fig . 13; und

Fig. 15 ein schematisches Blockschaltbild einer dritten Ausführungsform einer thermischen Abluftreinigungsanlage mit einem regelbaren Reingas-Rohgas-Wärmetauscher, wobei ein Bypass-Fluidstrom des Reingases von einem Rest-Fluidstrom des Reingases vor dem Eintritt des Reingases in den Reingas-Rohgas-Wärmetauscher abtrennbar und der Bypass-Fluidstrom des Reingases dem Rest- Fluidstrom des Reingases vor dem Austritt aus dem Reingas-Rohgas-Wärmetauscher wieder zumischbar ist.

Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.

Eine in den Fig . 1 und 2 dargestellte, als Ganzes mit 100 bezeichnete thermische Abluftreinigungsanlage umfasst, wie aus der schematischen Prinzipdarstellung von Fig. 1 zu ersehen ist, eine Brennkammer 102, an deren Brennkammereintritt ein Brenner 104 angeordnet ist, dem über eine Brennstoffleitung 106 mit einem Brennstoffventil 108 ein geeigneter Brennstoff, beispielsweise Erdgas, und über eine Kühlluftleitung 110 mit einem Kühlluftventil 112 Kühlluft für eine Zündelektrode, ein Schauglas und eine Flammenüberwachung zuführbar ist. Die zu reinigende Abluft ist ein Gasgemisch, das oxidierbare Bestandteile, beispielsweise flüchtige organische Verbindungen, enthält.

Die oxidierbaren Bestandteile der Abluft werden in der Brennkammer 102, zusammen mit dem zugegebenen Brennstoff, oxidiert und damit unschädlich gemacht.

Das der Brennkammer 102 zugeführte Gasgemisch, welches die brennbaren Bestandteile enthält, wird im Folgenden als Rohgas bezeichnet.

Das in der Brennkammer 102 durch Oxidation der oxidierbaren Bestandteile des Rohgases erzeugte Gasgemisch wird im Folgenden als Reingas bezeichnet.

Das Rohgas stammt aus einer in Fig . 1 rein schematisch dargestellten und mit 114 bezeichneten Rohgasquelle.

Der aus der Rohgasquelle 114 der thermischen Abluftreinigungsanlage 100 zugeführte Rohgasvolumenstrom beträgt vorzugsweise mindestens

1.000 Nm 3 /h (l Nm 3 = 1 Normkubikmeter), insbesondere mindestens

10.000 Nm 3 /h.

Das Rohgas aus der Rohgasquelle 114 wird einem Rohgaseintritt 116 der thermischen Abluftreinigungsanlage 100 über eine Rohgaszuführleitung 118 zugeführt, in welcher ein Rohgasgebläse 120 angeordnet ist, welches das Rohgas von der Rohgasquelle 114 zu der Brennkammer 102 fördert.

Ferner kann die Rohgaszuführleitung 118 mit einem Differenzdruckmesser 122 versehen sein, mittels welchem der Differenzdruck Δρ zwischen der Druckseite und der Saugseite des Rohgasgebläses 120 ermittelbar ist.

Stromabwärts von dem Rohgaseintritt 116 in die thermische Abluftreinigungsanlage 100 ist eine Abtrennvorrichtung 124 einer Bypasseinrichtung 126 angeordnet, mittels welcher ein Teil des Rohgasstroms als Bypass-Fluidstrom von einem Rest-Fluidstrom des Rohgases abtrennbar und durch eine Bypass- Eintrittsöffnung 128 einem Bypasskanal 130 der Bypasseinrichtung 126 zuführbar ist.

Der Rest-Fluidstrom tritt durch einen Rohgaseintritt 132 in die Sekundärseite eines rekuperativen Reingas-Rohgas-Wärmetauschers 134 ein, der primärsei- tig von dem aus der Brennkammer entweichenden Reingas durchströmt wird .

Der Reingas-Rohgas-Wärmetauscher 134 umfasst, wie später noch näher erläutert wird, ein Wärmetauscherrohr-Bündel 136 aus einer Vielzahl von Wärmetauscherrohren 138, deren Innenräume gemeinsam einen von dem Reingas durchströmbaren inneren Wärmetauscherraum 140 bilden, während der von einem Wärmetauschergehäuse 142 begrenzte Außenraum der Wärmetauscherrohre 138 einen von dem Rohgas durchströmbaren äußeren Wärmetauscherraum 144 bildet.

Da das Rohgas bei dieser Ausführungsform einer thermischen Abluftreinigungsanlage 100 den äußeren Wärmetauscherraum 144 des Reingas-Rohgas- Wärmetauschers 134 durchströmt, dient das Rohgas bei dieser Ausführungsform als äußeres fluides Medium.

Das Reingas, welches bei dieser Ausführungsform einer thermischen Abluftreinigungsanlage 100 den inneren Wärmetauscherraum 140 des Reingas-Rohgas-Wärmetauschers 134 durchströmt, dient bei dieser Ausführungsform als inneres fluides Medium.

An einer zwischen dem Rohgaseintritt 132 und einem Rohgasaustritt 146 des Reingas-Rohgas-Wärmetauschers 134 liegenden Stelle ist eine Zumischvor- richtung 148 der Bypasseinrichtung 126 angeordnet, mittels welcher der Bypass-Fluidstrom des Rohgases wieder in den Rest-Fluidstrom des Rohgases zumischbar ist, nachdem der Rest-Fluidstrom des Rohgases einen zwischen der Abtrennvorrichtung 124 und der Zumischvorrichtung 148 liegenden Abschnitt 150 des äußeren Wärmetauscherraums 144 des Reingas-Rohgas- Wärmetauschers 134 passiert hat.

Die Zumischvorrichtung 148 ist derart ausgebildet, dass die Zumischung des Bypass-Fluidstroms in den Rest-Fluidstrom über einen erheblichen Teil des Umfangs des Rest-Fluidstroms, vorzugsweise über den gesamten Umfang des Rest-Fluidstroms hinweg, erfolgt, wodurch eine sehr gute Vermischung der beiden Teilströme (Bypass-Fluidstrom und Rest-Fluidstrom) zu einem vereinten Gesamt-Rohgasstrom noch innerhalb des Reingas-Rohgas-Wärmetau- schers 134 erfolgt.

Bei Erreichen der Zumischvorrichtung 148 weist der Rest-Fluidstrom eine höhere Temperatur auf als der Bypass-Fluidstrom, da der Rest-Fluidstrom in dem Abschnitt 150 des äußeren Wärmetauscherraums 144 bereits durch Wärmeübertragung aus dem den inneren Wärmetauscherraum 140 durchströmenden Reingas erwärmt worden ist.

Durch die gleichmäßige Zumischung mittels der Zumischvorrichtung 148 wird jedoch erreicht, dass aus dem Bypass-Fluidstrom und dem Rest-Fluidstrom des Rohgases ein vereinigter Gesamt-Rohgasstrom entsteht, welcher eine im Wesentlichen homogene Temperaturverteilung aufweist, so dass die Begrenzungswände des stromabwärts von der Zumischvorrichtung 148 liegenden und sich bis zum Rohgasaustritt 146 erstreckenden Endabschnitts 152 des äußeren Wärmetauscherraums 144 alle mit Rohgas ohne große Temperaturgradienten beaufschlagt werden.

In Fig . 1 ist der Reingas-Rohgas-Wärmetauscher 134 rein schematisch so dargestellt, als ob der äußere Wärmetauscherraum 144 in den inneren Wärmetauscherraum 140 eingebettet sei; diese Art der Darstellung wurde aber lediglich deshalb gewählt, weil sich so die Bypasseinrichtung 126 einfacher darstellen lässt. Tatsächlich ist der innere Wärmetauscherraum 140 in den denselben umgebenden äußeren Wärmetauscherraum 144 eingebettet.

Der Rohgasaustritt 146 des Reingas-Rohgas-Wärmetauschers 134 ist mit einem Rohgaseintritt 154 des Brenners 104 verbunden, durch welchen das Rohgas in die Brennkammer 102 eintritt.

Die thermische Abluftreinigungsanlage 100 kann mit einem Differenzdruckmesser 156 versehen sein, mittels welchem der Differenzdruck Δρ zwischen der Brennkammer 102 einerseits und dem Rohgasaustritt 146 aus dem Rein- gas-Rohgas-Wärmetauscher 134 oder dem Rohgaseintritt 154 in den Brenner 104 andererseits ermittelbar ist.

An einen Reingasaustritt 158 der Brennkammer 102 ist ein Reingaseintritt 160 des Reingas-Rohgas-Wärmetauschers 134 angeschlossen, über welchen das Reingas, das in der Brennkammer 102 erzeugt worden ist, in den inneren Wärmetauscherraum 140 des Reingas-Rohgas-Wärmetauschers 134 eintritt.

An einen Reingasaustritt 162 des Reingas-Rohgas-Wärmetauschers 134 ist eine Reingasleitung 164 angeschlossen, welche bis zu einem (nicht dargestellten) Abluftkamin führt, über welchen das Reingas in die Umgebung abgegeben wird.

Die Reingasleitung 164 kann dabei durch einen oder mehrere nachgeschaltete Wärmetauscher, die primärseitig von dem Reingas durchströmt werden, geführt werden.

Solche dem Reingas-Rohgas-Wärmetauscher 134 nachgeschaltete weitere Wärmetauscher können dazu benutzt werden, ein fluides Medium zu erwärmen oder aus einem flüssigen Medium einen Dampf zu erzeugen. Insbesondere können solche nachgeschaltete Wärmetauscher zur Dampferzeugung, Thermalölbeheizung, Heißwasser- oder Warmwassererzeugung oder zur Umluft- oder Frischluftbeheizung genutzt werden.

Die thermische Abluftreinigungsanlage 100 kann einen Differenzdruckmesser 166 umfassen, mittels welchem eine Druckdifferenz Δρ zwischen der Reingasleitung 164 und dem Rohgaseintritt 116 in die thermische Abluftreinigungsanlage 100 ermittelbar ist.

Von einer Reaktionskammer oder einem Reingaskanal 168, welcher den Reingaseintritt 160 des Reingas-Rohgas-Wärmetauschers 134 mit dem

Reingasaustritt 158 der Brennkammer 102 verbindet, kann eine Bypassleitung 170 abzweigen, welche stromabwärts von dem Reingasaustritt 162 des Reingas-Rohgas-Wärmetauschers 134 in die Reingasleitung 164 mündet.

Durch diese heißseitige Bypassleitung 170 kann dem Abluftkamin bzw. den nachgeschalteten Wärmetauschern zumindest ein Teil des Reingases aus der Brennkammer 102 unter Umgehung des Reingas-Rohgas-Wärmetauschers 134 direkt zugeführt werden, insbesondere dann, wenn der Wärmebedarf an einem der nachgeschalteten Wärmetauscher besonders hoch ist.

Der Bypass-Strom durch die heißseitige Bypassleitung 170 ist mittels einer in der Bypassleitung 170 angeordneten Bypassklappe 172 Steuer- oder regelbar.

Die Brennkammer 102 und der damit verbundene Reingas-Rohgas-Wärme- tauscher 134 der thermischen Abluftreinigungsanlage 100 mit der Bypassein- richtung 126 aus Fig. 1 sind in Fig. 2 im Einzelnen dargestellt.

Aus Fig . 2 ist zu ersehen, dass die Brennkammer 102 im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist, sich längs einer mittigen Längsachse 174 von einer brennerseitigen Stirnseite 176 bis zu einer dem Brenner 104 abgewandten Stirnseite 178 erstreckt und von einer hohlzylindrischen Brennkammerwand 180 begrenzt ist.

Die Brennkammer 104 ist von dem bei dieser Ausführungsform im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildeten Reingas-Rohgas-Wärmetauscher 134 umgeben, welcher an seiner der Brennkammer 104 abgewandten radialen Außenseite durch ein zylindrisches Wärmetauscher-Außengehäuse 182 und an seiner der Brennkammer 102 zugewandten radialen Innenseite durch ein ebenfalls im Wesentlichen zylindrisches Wärmetauscher-Innengehäuse 184 begrenzt ist.

Das Wärmetauscher-Außengehäuse 182 und das Wärmetauscher-Innengehäuse 184 bilden gemeinsam das Wärmetauschergehäuse 142, welches den äußeren Wärmetauscherraum 144 des Reingas-Rohgas-Wärmetauschers 134 begrenzt.

Das Wärmetauscher-Innengehäuse 184 stützt sich über Stützringe 186 an der Brennkammerwand 180 ab.

Durch den Zwischenraum zwischen der Brennkammerwand 180 und dem Wärmetauscher-Innengehäuse 184 ist der Reingaskanal 168 gebildet, welcher die dem Brenner abgewandte Stirnseite 178 der Brennkammer 102 mit dem benachbart zur brennerseitigen Stirnseite 176 der Brennkammer 102 angeordneten Reingaseintritt 160 des Reingas-Rohgas-Wärmetauschers 134 verbindet.

Im Zwischenraum zwischen dem Wärmetauscher-Innengehäuse 184 und dem Wärmetauscher-Außengehäuse 182 ist das Wärmetauscherrohr-Bündel 136 aus der Vielzahl von Wärmetauscherrohren 138 angeordnet.

Die Wärmetauscherrohre 138 verlaufen alle im Wesentlichen parallel zur Längsachse 174 und bilden eine oder mehrere, beispielsweise zwei, zylindrische Wärmetauscherrohrlagen 188, in denen die Wärmetauscherrohre 138 jeweils mit gleichem radialen Abstand von der Längsachse 174 und längs des Umfangs im Wesentlichen äquidistant verteilt angeordnet sind .

Jedes Wärmetauscherrohr 138 ist an mehreren, in der Richtung der Längsachse 174 aufeinanderfolgenden und vorzugsweise im Wesentlichen äquidistant voneinander angeordneten Halteelementen 190 gehalten, welche beispielsweise als im Wesentlichen kreisringförmige Haltebleche 192 ausgebildet sind.

Die Wärmetauscherrohre 138 durchsetzen Durchtrittsöffnungen in den Halteelementen und liegen mit ihren Außenseiten 194 fluiddicht an den Halteelementen 190 an, so dass im Wesentlichen kein Fluid in den außerhalb der Wärmetauscherrohre 138 liegenden Bereichen durch die Halteelemente 190 hindurchtreten kann.

An ihren beiden Enden sind die Wärmetauscherrohre 138 mit jeweils einem der Halteelemente 190 stoffschlüssig verbunden, beispielsweise verschweißt.

In Richtung der Längsachse 174 folgen innere Halteelemente 190a mit einem kleineren Innenradius und einem kleineren Außenradius und äußere Halteelemente 190b mit einem größeren Außenradius und einem größeren Innenradius als die inneren Halteelemente 190a abwechselnd aufeinander.

Die inneren Halteelemente 190a weisen einen Innenradius auf, welcher im Wesentlichen dem Radius der Außenseite der Umfangswand des Wärmetauscher-Innengehäuses 184 entspricht, so dass im Wesentlichen kein Fluid zwischen dem radial inneren Rand der inneren Halteelemente 190a und dem Wärmetauscher-Innengehäuse 184 passieren kann.

Die inneren Halteelemente 190a stützen sich mit Gleitschuhen 196 an dem Wärmetauscher-Innengehäuse 183 ab, sind aber nicht fest mit dem

Wärmetauscher-Innengehäuse 184 verbunden, so dass sich die inneren Halteelemente 190a zum Ausgleich unterschiedlicher thermischer Dehnungen aufgrund von Temperaturgradienten oder aufgrund von Unterschieden in den thermischen Ausdehnungskoeffizienten relativ zu dem Wärmetauscher- Innengehäuse 184 in Richtung der Längsachse 174 verschieben können.

Der Außenradius der inneren Halteelemente 190a ist nur geringfügig größer als der Außenradius des Wärmetauscherrohr-Bündels 136, so dass zwischen dem äußeren Rand 198 der inneren Halteelemente 190a einerseits und der Innenseite des Wärmetauscher-Außengehäuses 182 andererseits ein äußerer Durchtrittsspalt 200a verbleibt, durch den ein Fluid passieren kann.

Der Außenradius der äußeren Halteelemente 190b entspricht im Wesentlichen dem Radius der Innenseite der Umfangswand des Wärmetauscher-Außengehäuses 182, so dass die äußeren Halteelemente 190b mit ihrem äußeren Rand an der Innenseite des Wärmetauscher-Außengehäuses 182 anliegen und im Wesentlichen kein Fluid zwischen den äußeren Halteelementen 190b und dem Wärmetauscher-Außengehäuse 182 passieren kann.

Der Innenradius der äußeren Halteelemente 190a ist nur geringfügig kleiner als der Innenradius des Wärmetauscherrohr-Bündels 136, so dass zwischen dem inneren Rand 202 der äußeren Halteelemente 190b und dem Wärmetauscher-Innengehäuse 184 ein innerer Durchtrittsspalt 200b verbleibt, durch den ein Fluid hindurchtreten kann.

Somit bilden die inneren Halteelemente 190a und die äußeren Halteelemente 190b, die in der Radialrichtung der Längsachse 174 gegeneinander versetzt sind, eine mechanische Umlenkeinrichtung und eine labyrinthförmige Unterteilung des äußeren Wärmetauscherraums 144 des Reingas-Rohgas-Wärme- tauschers 134, so dass in dem äußeren Wärmetauscherraum 144 ein gewundener Strömungspfad für ein fluides Medium ausgebildet ist. Dieser äußere Wärmetauscherraum 144 des Reingas-Rohgas-Wärmetauschers 134 wird im Betrieb desselben von dem vorzuwärmenden Rohgas durchströmt, welches bei dieser Ausführungsform als äußeres fluides Medium dient.

Da dem Rohgas durch die Halteelemente 190 ein gewundener Strömungspfad aufgezwungen wird, umströmt das Rohgas die Wärmetauscherrohre 138, in denen das als inneres fluides Medium dienende Reingas strömt, größtenteils quer zur Längsrichtung der Wärmetauscherrohre 138.

Da ferner die mittlere Strömungsrichtung des Reingases in den Wärmetauscherrohren 138 von der brennerseitigen Stirnseite 176 zu der dem Brenner abgewandten Stirnseite 178 gerichtet ist und die mittlere Strömungsrichtung des Rohgases längs des Strömungspfades im äußeren Wärmetauscherraum 144 im Wesentlichen antiparallel zu der Strömungsrichtung 204 des Reingases durch die Wärmetauscherrohre 138 gerichtet ist, arbeitet der Reingas-Rohgas- Wärmetauscher 134 bei dieser Ausführungsform im Wesentlichen nach dem Kreuz-Gegenstrom-Prinzip.

Der Eintritt des Rohgases in den Reingas-Rohgas-Wärmetauscher 134 erfolgt über die in radialer Richtung von dem Wärmetauscher-Außengehäuse 182 abstehende Abtrennvorrichtung 124 der Bypasseinrichtung 126, die an dem dem Brenner 104 abgewandten Ende des Reingas-Rohgas-Wärmetauschers 134 und vorzugsweise an dessen oberer Kuppe angeordnet ist.

Die Abtrennvorrichtung 124 umfasst einen Eintrittsschacht 206, welcher stromaufwärts mit der Rohgaszuführleitung 118 verbunden ist, stromabwärts an dem Rohgaseintritt 132 in den äußeren Wärmetauscherraum 144 des Reingas-Rohgas-Wärmetauschers 134 mündet und mittels einer Wärmetauscherklappe 208 ganz oder teilweise verschließbar ist.

Ferner umfasst die Abtrennvorrichtung 124 einen Bypassschacht 210, der stromaufwärts ebenfalls mit der Rohgaszuführleitung 118 verbunden ist, stromabwärts in den Bypasskanal 130 der Bypasseinrichtung 126 mündet und mittels einer Bypassklappe 212 ganz oder teilweise verschließbar ist.

Die Bypassklappe 212 im Bypassschacht 210 und die Wärmetauscherklappe 208 im Eintrittsschacht 206 des Reingas-Rohgas-Wärmetauschers 134 sind mechanisch und/oder steuerungstechnisch (d.h. mittels koordinierter An- steuerung der Klappen durch eine Steuerungsvorrichtung der thermischen Abluftreinigungsanlage 100) derart miteinander gekoppelt, dass sie stets gegensinnig geöffnet bzw. geschlossen werden.

Wenn also die Bypassklappe 212 in eine Stellung gebracht wird, in welcher sie einen größeren Eintrittsquerschnitt für den Durchtritt des Rohgases durch den Bypassschacht 210 freigibt, so wird durch eine mit der Bewegung der Bypassklappe 212 gekoppelte Bewegung der Wärmetauscherklappe 208 die Wärmetauscherklappe 208 gleichzeitig in eine Stellung gebracht, in welcher sie den Eintrittsquerschnitt für den Durchtritt des Rohgases durch den Eintrittsschacht 206 entsprechend verringert, und umgekehrt.

Durch die gekoppelte Betätigung der Bypassklappe 212 und der Wärmetauscherklappe 208 kann somit der von der Rohgasquelle 114 kommende Rohgasstrom in jedem gewünschten Verhältnis in einen die Bypassklappe 212 passierenden Bypass-Fluidstrom und einen die Wärmetauscherklappe 208 passierenden Rest-Fluidstrom aufgeteilt werden.

Vorzugsweise ist dabei der Volumenanteil des Bypass-Fluidstroms (gemessen in Normkubikmetern) an dem gesamten zugeführten Rohgasstrom, insbesondere im Wesentlichen stufenlos, zumindest in einem Bereich von ungefähr 20 % bis 80 % Steuer- oder regelbar.

Der Bypasskanal 130 ist bei dieser Ausführungsform einer thermischen Abluftreinigungsanlage 100 im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildet und umgibt einen Abschnitt des Reingas-Rohgas-Wärmetauschers 134 ringförmig . Der Bypasskanal 130 ist an seiner dem Reingas-Rohgas-Wärmetauscher 134 zugewandten radialen Innenseite durch das Wärmetauscher-Außengehäuse 182 und an seiner dem Reingas-Rohgas-Wärmetauscher 134 abgewandten radialen Außenseite durch ein zylindrisches Bypass-Außengehäuse 214 begrenzt.

Der Bypasskanal 130 erstreckt sich entlang der Längsachse 174 von dem Bypassschacht 210, wo der Bypass-Fluidstrom in den Bypasskanal 130 einmündet, über einen Teil der Länge des Reingas-Rohgas-Wärmetauschers 134, vorzugsweise über mindestens ein Drittel der Länge des Reingas-Rohgas- Wärmetauschers 134, bis zu der Zumischvorrichtung 148 der Bypasseinrich- tung 126, in welcher der Bypass-Fluidstrom dem Rest-Fluidstrom im äußeren Wärmetauscherraum 144 wieder zugemischt wird .

Die Zumischvorrichtung 148 umfasst eine Bypasskanal-Endwand 216, welche den hohlzylindrischen Bypasskanal 130 stirnseitig abschließt, und einen ringförmigen Durchtrittsspalt 218 in dem Wärmetauscher-Außengehäuse 182, durch welchen der Bypass-Fluidstrom aus dem hohlzylindrischen Bypasskanal 130 in den ebenfalls hohlzylindrischen äußeren Wärmetauscherraum 144 des Reingas-Rohgas-Wärmetauschers 134 eintreten kann.

Der Durchtrittsspalt 218 bildet somit eine Zumischstelle 220, die sich über den gesamten Umfang des äußeren Wärmetauscherraums 144 und somit über den gesamten Umfang des Strömungsweges des den äußeren Wärmetauscherraum 144 durchströmenden Rest-Fluidstroms hinweg erstreckt.

Um die Verteilung des Bypass-Fluidstroms durch den Bypasskanal 130, der ja nur an der Oberseite des Bypasskanals 130 durch den Bypassschacht 210 in den Bypasskanal 130 eintritt, über den gesamten Umfang des hohlzylindrischen Bypasskanals 130 hinweg möglichst zu vergleichmäßigen, sind in dem Bypasskanal 130 zwischen der Abtrennvorrichtung 124 und der Zumischvor- richtung 148 ein oder mehrere Drosselelemente 222 vorgesehen, welche jeweils als eine Strömungsbarriere mit längs des Umfangs des Drosselelements 222, vorzugsweise im Wesentlichen äquidistant, verteilten Durchtrittsöffnungen 224 für den Durchtritt des Bypass-Fluidstroms durch das Drosselelement 222 ausgebildet sind.

Dabei beträgt die gesamte Durchtrittsfläche der Durchtrittsöffnungen 224 in einer solchen Strömungsbarriere vorzugsweise 150 % oder weniger der maximalen Eintrittsquerschnittsfläche, welche die Bypassklappe 212 in dem

Bypassschacht 210 freigibt.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die gesamte Durchtrittsfläche der Durchtrittsöffnungen 224 in einer solchen Strömungsbarriere 125 % oder weniger, beispielsweise ungefähr 100 %, der maximalen Eintrittsquerschnittsfläche, welche die Bypassklappe 212 in dem Bypassschacht 210 freigibt, beträgt.

Ferner beträgt die gesamte Durchtrittsfläche der Durchtrittsöffnungen 224 in einer solchen Strömungsbarriere vorzugsweise mindestens ungefähr 50 %, insbesondere mindestens ungefähr 75 %, der maximalen Eintrittsquerschnittsfläche, welche die Bypassklappe 212 in dem Bypassschacht 210 freigibt.

Die Drosselelemente 222 können insbesondere als ein Drosselblech mit Durchtrittsöffnungen 224 ausgebildet sein, welches einstückig mit jeweils einem der äußeren Halteelemente 190b in Form eines Halteblechs 192 ausgebildet sein kann.

Der Austritt des aus dem Bypass-Fluidstrom und dem Rest-Fluidstrom wiedervereinigten Gesamt-Fluidstroms des Rohgases aus dem äußeren Wärmetauscherraum 144 des Reingas-Rohgas-Wärmetauschers 134 erfolgt an dem brennerseitigen Ende des Reingas-Rohgas-Wärmetauschers 134 in einen Rohgas-Sammelraum 226, welcher in Fluidverbindung mit dem Rohgaseintritt 132 des Brenners 104 steht.

Der Austritt des Reingases aus dem inneren Wärmetauscherraum 140 des Reingas-Rohgas-Wärmetauschers 134 erfolgt in eine Reingas-Sammelkammer 228 an dem dem Brenner 104 abgewandten Ende des Reingas-Rohgas-Wärmetauschers 134, in welche die reingasstromabwärts befindlichen Enden der Wärmetauscherrohre 138 einmünden.

An der Reingas-Sammelkammer 228 beginnt die Reingasleitung 164, durch welche das Reingas zu den gegebenenfalls nachgeschalteten Wärmetauschern und schließlich zum Abluftkamin strömt.

Die zusätzliche heißseitige Bypassleitung 170, durch welche das Reingas an der Primärseite des Reingas-Rohgas-Wärmetauschers 134 vorbeigeleitet werden kann, ist bei dieser Ausführungsform durch einen sogenannten Kompen- sator 230 gebildet, welcher beispielsweise die Form eines Hohlzylinders aufweist und einerseits mit dem dem Brenner 104 abgewandten Ende der Brennkammer 102 und andererseits mit der Reingas-Sammelkammer 228 in Fluidverbindung steht.

Ferner ist der Kompensator 230, beispielsweise an seinem sammelkammersei- tigen Ende, mit der Bypassklappe 172 versehen, welche es ermöglicht, den Anteil des Reingasstroms aus der Brennkammer 102 einzustellen, welcher direkt aus der Brennkammer 102 in die Reingas-Sammelkammer 228 eintritt, ohne zuvor den Reingas-Rohgas-Wärmetauscher 134 zu passieren.

Um die Wirksamkeit des Wärmeübergangs von dem Reingas zu dem Rohgas in den Reingas-Rohgas-Wärmetauscher 134 zu erhöhen, können die Wärmetauscherrohre 138 an der Innenseite und an der Außenseite ihrer Wandung mit einer Turbulenz erzeugenden Oberflächenstruktur versehen sein. Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass die Wärmetauscherrohre 138 als Drallrohre ausgebildet sind.

Solche Drallrohre sind beispielsweise in der DIN 28178 (in der Fassung vom Mai 2009) beschrieben.

Die Wärmetauscherrohre 138 können aber auch als Glattrohre ausgebildet sein.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte und vorstehend beschriebene Ausführungsform einer thermischen Abluftreinigungsanlage 100 funktioniert wie folgt:

Das Rohgas aus der Rohgasquelle 114 gelangt zu der Abtrennvorrichtung 124 der Bypasseinrichtung 126 und wird dort in den Bypass-Fluidstrom, welcher in den Bypasskanal 130 eintritt, und in den Rest-Fluidstrom, welcher direkt in den äußeren Wärmetauscherraum 144 des Reingas-Rohgas-Wärmetauschers 134 eintritt, aufgeteilt.

Der Volumenanteil des Bypass-Fluidstroms und des Rest-Fluidstroms am Gesamt-Rohgasstrom hängt dabei von der jeweils eingestellten Position der Bypassklappe 212 und der Wärmetauscherklappe 208 ab.

Je größer der Anteil des Bypass-Fluidstroms ist, desto niedriger ist der Wirkungsgrad des Reingas-Rohgas-Wärmetauschers 134, und umso höher ist die Austrittstemperatur T A , mit welcher das Reingas aus dem Reingas-Rohgas- Wärmetauscher 134 austritt.

Die Austrittstemperatur des Reingases kann somit mittels des regelbaren Reingas-Rohgas-Wärmetauschers 134 je nach der an den nachgeschalteten Wärmetauschern erwünschten Reingastemperatur eingestellt werden. Eine weitere Erhöhung der Austrittstemperatur des Reingases ist erzielbar, wenn die Bypassklappe 172 in der heißseitigen Bypassleitung 170 geöffnet wird, so dass Reingas aus der Brennkammer 102 direkt in die Reingasleitung 164 gelangen kann. Durch die Benutzung der heißseitigen Bypassleitung 170 wird allerdings die Reaktionszeit, die für die Oxidation der brennbaren Bestandteile des Rohgases zur Verfügung steht, verkürzt, weil das in die Bypassleitung 170 eintretende Reingas nicht den Reingaskanal 168 durchläuft.

Der Bypass-Fluidstrom wird von der Zumischvorrichtung 148 dem Rest-Fluid- strom sehr gleichmäßig wieder zugeführt, weil der Bypasskanal 130 als ein Hohlzylinder ausgeführt ist, der konzentrisch um den Reingas-Rohgas-Wär- metauscher 134 angeordnet ist, und weil sich die Zumischstelle 220 über den gesamten Umfang des äußeren Wärmetauscherraums 144 an der Zumischstelle 201 erstreckt.

Ferner wirken die im Bypasskanal 130 angeordneten Drosselelemente 222 als Staustufen, welche die Verteilung des Bypass-Fluidstroms über den Umfang des Bypasskanals 130 vergleichmäßigen.

Der aus dem Bypass-Fluidstrom und dem Rest-Fluidstrom wiedervereinigte Gesamt-Fluidstrom des Rohgases strömt längs des gewundenen Strömungspfads durch die Durchtrittsspalte 200a, 200b im Kreuz-Gegenstrom längs der Wärmetauscherrohre 138 und entgegen der Strömungsrichtung 204 des Reingases zu dem Rohgas-Sammelraum 226 am brennerseitigen Ende des Rein- gas-Rohgas-Wärmetauschers 134.

Von dort gelangt das Rohgas, welches im Reingas-Rohgas-Wärmetauscher 134 von seiner Ausgangstemperatur auf eine Vorwärmtemperatur von beispielsweise ungefähr 620°C aufgeheizt worden ist, gegebenenfalls vermischt mit Brennstoff aus der Brennstoffleitung 106, durch den Rohgaseintritt 154 in den Brenner 104 und von dort in die Brennkammer 102. Dort werden die oxidier- baren Bestandteile des Rohgases und der Brennstoff in einer exothermen Reaktion oxidiert, wodurch ein Reingas mit einer Temperatur von beispielsweise ungefähr 750°C erzeugt wird, welches von der dem Brenner abgewandten Stirnseite 178 der Brennkammer 102 durch den Reingaskanal 168 entgegen der Strömungsrichtung 204 zurück bis zum brennerseitigen Ende des Reingas-Rohgas-Wärmetauschers 134 strömt, wo das Reingas in die brennerseitigen Enden der Wärmetauscherrohre 138 des Reingas-Rohgas-Wärmetauschers 134 gelangt und in dem durch die Innenräume der Wärmetauscherrohre 138 gebildeten inneren Wärmetauscherraum 140 längs der Strömungsrichtung 204 zum dem Brenner 104 abgewandten Ende des Reingas-Rohgas- Wärmetauschers 134 strömt.

Da in allen Regelstellungen des Reingas-Rohgas-Wärmetauschers 134 das gesamte Reingas den Reingaskanal 168 durchströmt, bleibt in allen diesen Regelstellungen die volle Verweilzeit der Abluft im Bereich von der Brennkammer 102 bis zum Eintritt in den Reingas-Rohgas-Wärmetauscher 134 erhalten, ohne dass die Abluft hierbei abgekühlt wird . Hierdurch wird eine vollständige Oxidation der oxidierbaren Bestandteile des Rohgases erzielt.

Aus dem inneren Wärmetauscherraum 140 des Reingas-Rohgas-Wärmetauschers 134 gelangt das durch den Wärmeübergang auf das Rohgas auf eine, von der Regelstellung des Reingas-Rohgas-Wärmetauschers 134 abhängende, Austrittstemperatur T A abgekühlte Reingas in die Reingas-Sammelkammer 228 und von dort durch die Reingasleitung 164 zu den gegebenenfalls nachgeschalteten Wärmetauschern, wo das Reingas, unter weiterer Abkühlung, Wärme auf ein oder mehrere andere fluide Medien überträgt.

Anschließend wird das Reingas über den Abluftkamin an die Umgebung abgegeben. Die thermische Abluftreinigungsanlage 100 wird konstruktiv auf einen bestimmten Betriebspunkt mit einer bestimmten Reingas-Austrittstemperatur T A ausgelegt.

Da es sich bei einer thermischen Abluftreinigungsanlage 100 im Wesentlichen um ein starres Ganzstahlgebilde handelt, bestimmt diese Vorauslegung (bei einer von der Rohgasquelle 114 vorgegebenen Eingangstemperatur des Rohgases) im Wesentlichen die Höhe der Austrittstemperatur.

Da durch den in der vorstehend beschriebenen Weise regelbaren Reingas- Rohgas-Wärmetauscher 134 durch Benutzung der Bypasseinrichtung 126 die Austrittstemperatur des Reingases bei Bedarf erhöht, aber nicht erniedrigt werden kann, ist es bei Verwendung der Bypasseinrichtung 126 sinnvoll, den Betriebspunkt der thermischen Abluftreinigungsanlage 100 nicht auf die Soll- Austrittstemperatur des Reingases, sondern auf eine etwas niedrigere Temperatur, vorzugsweise auf eine um mindestens 10°C niedrigere Temperatur, insbesondere auf eine um ungefähr 20°C niedrigere Temperatur, auszulegen.

Während des Betriebs der thermischen Abluftreinigungsanlage 100 kann dann durch Regeln des Reingas-Rohgas-Wärmetauschers 134 mittels der Bypass- klappe 212 und der Wärmetauscherklappe 208 die tatsächlich benötigte Reingas-Austrittstemperatur T A eingeregelt werden.

In Phasen kleinerer Wärmeabnahme durch die nachgeschalteten Wärmetauscher, beispielsweise in Produktionspausen, kann dann auf die niedrigstmög- liche Reingas-Austrittstemperatur des Betriebspunktes geregelt werden, um Energie zu sparen.

Eine in den Fig . 3 bis 14 dargestellte zweite Ausführungsform einer thermischen Abluftreinigungsanlage 100 stimmt hinsichtlich ihres prinzipiellen Aufbaus und ihrer Funktionsweise mit der in den Fig. 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsform überein. Insbesondere trifft das prinzipielle Blockschaltbild aus Fig . 1 auch auf die zweite Ausführungsform einer thermischen Abluftreinigungsanlage 100 zu.

Ein Unterschied der zweiten Ausführungsform gegenüber der ersten Ausführungsform besteht darin, dass bei der zweiten Ausführungsform der zwischen dem Rohgaseintritt 132, an welchem der Rest-Fluidstrom in den äußeren Wärmetauscherraum 144 des Reingas-Rohgas-Wärmetauschers 134 eintritt, und der Zumischvorrichtung 148 liegende Abschnitt 150 des äußeren Wärmetauscherraums 144 länger ist als der zwischen der Zumischvorrichtung 148 und dem Rohgasaustritt 146, wo der wiedervereinigte Gesamt-Fluidstrom des Rohgases aus dem äußeren Wärmetauscherraum 144 austritt, liegende Endabschnitt 152 des äußeren Wärmetauscherraums 144.

Bei der zweiten Ausführungsform wird der Bypass-Fluidstrom also erst dann zugemischt, wenn der Rest-Fluidstrom bereits eine höhere Temperatur aufweist als bei der ersten Ausführungsform.

Die mögliche Reduzierung der Effizienz des Reingas-Rohgas-Wärmetauschers 134 (und somit der zugängliche Regelbereich für die Reingas-Austrittstempe- ratur T A ) ist bei der zweiten Ausführungsform somit größer als bei der ersten Ausführungsform.

Außerdem ist die Erstreckung der Zumischstelle 220 der Zumischvorrichtung 148 in Richtung der Längsachse 174 bei der zweiten Ausführungsform größer als bei der ersten Ausführungsform.

Insbesondere ist bei der zweiten Ausführungsform die Erstreckung des die Zumischstelle 220 bildenden Durchtrittsspaltes 218 in Richtung der Längsachse 174 größer als der mittlere Abstand zwischen zwei in der Richtung der Längsachse 174 aufeinanderfolgenden Halteelementen 190 des Reingas-Rohgas-Wärmetauschers 134. Die Bypasskanal-Endwand 216 ist bei der zweiten Ausführungsform nicht, wie bei der ersten Ausführungsform, im Wesentlichen kreiskegelmantelförmig ausgebildet, sondern im Wesentlichen kreisringförmig .

Zur Erhöhung der mechanischen Stabilität der Bypasskanal-Endwand 216 und des angrenzenden Bereichs des Bypass-Außengehäuses 214 sind bei der zweiten Ausführungsform Verstärkungselemente 232 vorgesehen, beispielsweise in Form ungefähr dreieckiger Knotenbleche, welche längs des Umfangs der Bypasskanal-Endwand 216, vorzugsweise im Wesentlichen äquidistant, verteilt sind und stoffschlüssig sowohl mit der Bypasskanal-Endwand 216 als auch mit dem Bypass-Außengehäuse 214 verbunden sind .

Ferner ist bei der zweiten Ausführungsform der der Bypasskanal-Endwand 216 zugewandte Rand 234 des Wärmetauscher-Außengehäuses 182, welcher die Zumischstelle 220 stromaufwärtsseitig begrenzt, mit einer ringförmig umlaufenden Abkantung 236 versehen, um den Rand 234 zu versteifen.

Durch die große Ausdehnung der Zumischstelle 220 in der Strömungsrichtung des Rohgases durch den äußeren Wärmetauscherraum 144 wird erreicht, dass die Mischung des Bypass-Fluidstroms mit dem Rest-Fluidstrom überwiegend in einem radial außerhalb des Wärmetauscherrohr-Bündels 136 liegenden

Mischraum 238 erfolgt.

Dadurch wird vermieden, dass der kalte Bypass-Fluidstrom direkt die Wärmetauscherrohre 138 im Bereich der Zumischstelle 220 beaufschlagt, was zu hohen thermischen Spannungen führen könnte, weil die stromabwärts und die stromaufwärts von dem Bereich der Zumischstelle 220 liegenden Bereiche der Wärmetauscherrohre 138 in Kontakt mit Rohgas von höherer Temperatur stehen. Durch die Verlagerung des Mischraums 238 in den außerhalb des Wärmetauscherrohr-Bündels 136 liegenden Bereich gelangt aber erst das durch die Zumischung erzeugte Gemisch aus dem Bypass-Fluidstrom und dem Rest- Fluidstrom zu den Wärmetauscherrohren 138, welches eine höhere Temperatur aufweist als der kalte Bypass-Fluidstrom alleine.

Zur Verlagerung des Mischvorgangs in den Bereich außerhalb des Wärmetauscherrohr-Bündels 136 trägt ferner bei, dass im Bereich der Zumischstelle 220 der Zumischvorrichtung 148 ein inneres Halteelement 190a des Reingas-Roh- gas-Wärmetauschers 134 und kein äußeres Halteelement 190b angeordnet ist, so dass der Rest-Fluidstrom gezwungen ist, an der radial äußeren Seite des Halteelements 190a vorbeizuströmen.

Die Fig . 4 bis 14 zeigen Details der zweiten Ausführungsform einer thermischen Abluftreinigungsanlage 100, welche bei der ersten Ausführungsform gleich ausgebildet sind oder gleich ausgebildet sein können, aber aus der einzigen Schnittdarstellung (Fig. 2) der ersten Ausführungsform nicht so deutlich zu erkennen sind .

So zeigt Fig. 4 einen vertikalen Schnitt durch den radial inneren Bereich eines inneren Halteelements 190a mit einem daran befestigten Gleitschuh 196, der an einer Außenseite des Wärmetauscher-Innengehäuses 184 in Richtung der Längsachse 174 abgleiten kann.

Fig. 5 zeigt einen vertikalen Schnitt durch die brennerseitigen Enden zweier Wärmetauscherrohre 138, welche mit einem Halteelement 190 des Reingas- Rohgas-Wärmetauschers 134 stoffschlüssig verbunden, insbesondere verschweißt, sind. Fig. 6 zeigt eine Draufsicht von oben auf den dem Brenner 104 abgewandten Endbereich der thermischen Abluftreinigungsanlage 100, aus welcher insbesondere die Abtrennvorrichtung 124 mit dem Bypassschacht 210 und dem benachbarten Eintrittsschacht 206 deutlich zu ersehen sind .

Der vom Rohgas durchströmbare Querschnitt des Eintrittsschachtes 206 ist vorzugsweise größer als der vom Rohgas durchströmbare Querschnitt des Bypassschachtes 210.

Fig. 7 zeigt einen vertikalen Querschnitt durch die thermische Abluftreinigungsanlage 100 im Bereich der Zumischstelle 220 der Zumischvorrichtung 148.

Aus Fig . 7 und aus Fig . 8, welche einen Querschnitt nur durch das Wärmetauscherrohr-Bündel 136 zeigt, ist zu ersehen, dass bei der zweiten Ausführungsform das Wärmetauscherrohr-Bündel 136 drei Wärmetauscher-Rohrlagen 188 umfasst, wobei die Wärmetauscherrohre 138 verschiedener Wärmetauscherrohrlagen 188 unterschiedliche radiale Abstände von der Längsachse 174 aufweisen.

Fig. 9 zeigt einen vertikalen Querschnitt durch die thermische Abluftreinigungsanlage 100 in einem Bereich, in dem der Bypasskanal 130 der Bypass- einrichtung 126 den Abschnitt 150 des äußeren Wärmetauscherraums 144 des Reingas-Rohgas-Wärmetauschers 134 konzentrisch umgibt.

Aus Fig . 9 und Fig. 10, welche ein in dem Bypasskanal 130 angeordnetes ringförmiges Drosselelement 222 alleine zeigt, ist zu ersehen, dass das Drosselelement 222 mit einer Vielzahl kreisförmiger Durchtrittsöffnungen 224 versehen ist, welche längs des Umfangs des Drosselelements 222, vorzugsweise äquidistant, aufeinanderfolgen. Das Verhältnis der Gesamtfläche der Durchtrittsöffnungen 224 in dem Drosselelement 222 zur maximal durchströmbaren Eintrittquerschnittsfläche der Bypasseinrichtung 126 kann genauso gewählt werden wie bei der ersten Ausführungsform.

Die Fig. 11 bis 14 schließlich zeigen Details eines Ausführungsbeispiels für eine Abtrennvorrichtung 124 der Bypasseinrichtung 126, mit einer Antriebsvorrichtung 240 zum Antreiben einer gekoppelten Verstellbewegung der Bypassklappe 212 und der Wärmetauscherklappe 208.

Wie am besten aus den Fig . 11 und 12 zu ersehen ist, sind die Bypassklappe 212 und die Wärmetauscherklappe 208 um jeweils eine Drehwelle 242 bzw. 244 zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung schwenkbar an dem Bypassschacht 210 bzw. an dem Eintrittsschacht 206 gelagert.

Am besten aus Fig . 12 ist zu ersehen, dass sich die Bypassklappe 212 gerade in ihrer Offenstellung befindet, in welcher sie den maximalen Eintrittsquerschnitt für das Einströmen des Bypass-Fluidstroms in die Bypasseinrichtung 126 freigibt, während sich zugleich die Wärmetauscherklappe 208 in ihrer Schließstellung befindet, in welcher die Wärmetauscherklappe 208 den Eintritt von Rohgas in den Abschnitt 150 des äußeren Wärmetauscherraums 144 des Reingas-Rohgas-Wärmetauschers 134 verhindert.

In dieser Stellung der Bypassklappe 212 und der Wärmetauscherklappe 208 beträgt also der Volumenanteil des Bypass-Fluidstroms am gesamten Rohgasstrom, der in die thermische Abluftreinigungsanlage 100 eintritt, 100 %.

Die Drehwellen 242 und 244 sind über ein in Fig. 14 dargestelltes Parallelogramm-Gestänge 246 so miteinander gekoppelt, dass die Bypassklappe 212 und die Wärmetauscherklappe 208 einander entgegengesetzt gleich große Schwenkbewegungen ausführen, wenn die Drehwelle der Bypassklappe 242 zu einer Schwenkbewegung angetrieben wird . Eine solche Schwenkbewegung wird mittels eines elektrischen Antriebsmotors 248 ausgelöst, welcher über eine Drehspindelanordnung 250 eine Verschiebung eines geradlinig geführten freien Endes eines Hebels 249 erzeugt, der über ein Gelenk 251 an einen weiteren Hebel 252 angelenkt ist, welcher seinerseits drehfest mit der Drehwelle 242 verbunden ist.

Wird die Bypassklappe 212 in der in Fig . 12 dargestellten Offenstellung aufgrund eines Steuersignals der Steuervorrichtung der thermischen Abluftreinigungsanlage 100 in ihre Schließstellung geschwenkt, so wird durch die Kopplung der beiden Klappen 212 und 208 über das Parallelogramm-Gestänge 246 gleichzeitig die Wärmetauscherklappe 208 von ihrer Schließstellung in die Offenstellung bewegt.

Durch die Einstellung von zwischen der jeweiligen Offenstellung und Schließstellung liegenden Zwischenstellungen der Klappen 212 und 208 kann der in die thermische Abluftreinigungsanlage 100 eintretende Rohgasstrom im zur Regelung der Reingas-Austrittstemperatur T A jeweils erforderlichen Verhältnis auf den Bypass-Fluidstrom und auf den Rest-Fluidstrom aufgeteilt werden.

Eine in Fig . 15 in einem schematischen Blockschaltbild dargestellte dritte Ausführungsform einer thermischen Abluftreinigungsanlage 100 unterscheidet sich von der in den Fig . 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsform dadurch, dass der innere Wärmetauscherraum 140 des Reingas-Rohgas-Wärmetau- schers 134 bei der dritten Ausführungsform nicht von dem Reingas, sondern von dem Rohgas durchströmt wird, während der äußere Wärmetauscherraum 144 des Reingas-Rohgas-Wärmetauschers 134 bei dieser Ausführungsform von dem Reingas durchströmt wird .

Bei dieser Ausführungsform dient somit das Reingas als das äußere fluide Medium und das Rohgas als das innere fluide Medium. Daher ist bei dieser Ausführungsform die Bypasseinrichtung 126, mittels welcher ein Teil des äußeren Fluidstroms an einem Abschnitt 150 des äußeren Wärmetauscherraums 144 des Reingas-Rohgas-Wärmetauschers 134 vorbeigeleitet wird, um den Wirkungsgrad des Reingas-Rohgas-Wärmetauschers 134 bei Bedarf zu reduzieren, nicht rohgasseitig, sondern reingasseitig angeordnet.

Somit umfasst die Bypasseinrichtung 126 bei dieser Ausführungsform eine am Reingaseintritt in den Reingas-Rohgas-Wärmetauscher 134 angeordnete Abtrennvorrichtung 124, mittels welcher ein Teil des Reingasstroms aus der Brennkammer 102 als Bypass-Fluidstrom von einem Rest-Fluidstrom des Reingases abtrennbar und über einen Bypasskanal 130 einer Zumischvorrich- tung 148 zuführbar ist, mittels welcher der Bypass-Fluidstrom wieder in den Rest-Fluidstrom des Reingases zumischbar ist, nachdem dieser Rest-Fluidstrom den Abschnitt 150 des äußeren Wärmetauscherraums 144 des Reingas- Rohgas-Wärmetauschers 134 passiert hat.

Da bei dieser Ausführungsform der Wirkungsgrad des Reingas-Rohgas-Wärmetauschers 134 durch Vorbeileiten eines einstellbaren Anteils des gesamten Reingasstroms an dem Abschnitt 150 des äußeren Wärmetauscherraums 144 des Reingas-Rohgas-Wärmetauschers 134 in kontrollierter Weise reduziert werden kann, ist auch bei dieser Ausführungsform über eine Regelung des Reingas-Rohgas-Wärmetauschers 134 eine Regelung der Reingas-Austritts- temperatur T A möglich.

Im Übrigen stimmt die in Fig. 15 dargestellte dritte Ausführungsform einer thermischen Abluftreinigungsanlage 100 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der in den Fig . 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsform und auch mit der in den Fig. 3 bis 14 dargestellten zweiten Ausführungsform überein, auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird .