DD155450A1 - METHOD FOR THE THERMAL AFTER COMBUSTION OF HEAT-WELL EXHAUST GASES - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur thermischen Nachverbrennung heizwertreicher Abgase, das besonders fuer im Anfallzustand nicht explosible Abgase geeignet ist. Das Ziel des erfindungsgemaessen Verfahrens besteht in der Einsparung von Material, Arbeitszeit und Energie sowie der Verbesserung des Umweltschutzes bei gleichzeitiger Herabsetzung des Instandhaltungsaufwandes und der Erweiterung der Einsatzgrenzen der thermischen Nachverbrennung fuer spezifische Abgasgemische. Dieses Ziel wird dadurch erreicht, dass das heizwertreiche ungereinigte Abgas und ein Teilstrom des heissen gereinigten Abgases getrennt voneinander in den Verbrennungsreaktor geleitet werden, und dass im Verbrennungsreaktor eine direkte Vermischung beider Abgasstroeme auf eine Mischtemperatur von 300 Grad C bis 700 Grad C, vorzugsweise 450 Grad C bis 550 Grad C erfolgt.The invention relates to a method for the thermal afterburning of high calorific waste gases, which is particularly suitable for non-explosive exhaust gases in the onset. The aim of the inventive method is to save on material, labor and energy and the improvement of environmental protection while reducing the maintenance costs and the extension of the limits of the thermal afterburning for specific exhaust gas mixtures. This goal is achieved by separately feeding the high calorific value unpurified exhaust gas and a portion of the hot purified exhaust gas into the combustion reactor and directly mixing the exhaust gas stream in the combustion reactor to a mixing temperature of 300 degrees C to 700 degrees C, preferably 450 degrees C up to 550 degrees C.
Description
2262 19 -Λ~ 2262 19 - Λ ~
Titel der ErfindungTitle of the invention
Verfahren zur thermischen nachverbrennung heizwertreicher AbgaseMethod for the thermal afterburning of high calorific waste gases
P 23 g, 7/00P 23 g, 7/00
Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur thermischen Nachverbrennung heizwertreicher Abgase, die brennbare gasförmige Schadstoffe enthalten, bei denen die Abgase in einemThe invention relates to a method for the thermal afterburning of high-calorific waste gases containing combustible gaseous pollutants, in which the exhaust gases in a
lOVerbrennungsreaktor auf Reaktionstemperatur erwärmt und verbrannt sowie anschließend einer Abwärmeverwertungseinheit zugeführt werden, wobei durch eine wahlweise zuschaltbare Hilfsenergie die Abgase im Verbrennungsreaktor auf Reaktionatemperatur gehalten werden«The combustion engine is heated to the reaction temperature and burned and then fed to a waste heat recovery unit, where the exhaust gases in the combustion reactor are maintained at the reaction temperature by means of an optionally switchable auxiliary energy. "
15Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders für die thermische Nachverbrennung heizwertreicher im Anfallzustand nicht explosibler Abgase geeignet, die bei ihrer Oxydation erhebliche Wärmemengen freisetzen und infolge, ihrer hohen Schadstoffkonzentration sowie aus explosionstechnischenThe process according to the invention is particularly suitable for the thermal post-combustion of high-calorific waste gases in the onset of non-explosive exhaust gases which release considerable quantities of heat during their oxidation and owing to their high pollutant concentration and explosion-related
20Erwägungen nicht oder nur begrenzt vorgewärmt werden dürfen bzw· deren Sauerstoffgehalt für die Oxydation der Schadstoffe nicht ausreichend iste Considerations should not or only to a limited extent be preheated or the oxygen content of which is insufficient for the oxidation of the pollutants e
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen 25Bei verschiedenen Industrieprozessen fallen Abgase an, die mit brennbaren Schadstoffen, beispielsweise organische Lösemitteldämpfe, beladen sind, die hohe Heizwerte aufweisen und die im Anfallzustand nicht explosibel sindo Zur Reinigung von Industrieabgasen sind Verfahren bekannt, 30bei denen die mit Schadstoffen beladenen Abgase inCharacteristics of known technical solutions 25In various industrial processes, exhaust gases are produced which are laden with combustible pollutants, for example organic solvent vapors, which have high calorific values and which are not explosive when seized. Methods are known for purifying industrial exhaust gases, for which the pollutant-laden exhaust gases in
- *.~. · Z262 1 9- *. ~. · Z262 1 9
Vorheizeinrichtungen durch gereinigte heiße Abgase vorgewärmt und in einem Verbrennungsraum mit Zusatzbrennstoff verbrannt werden (DE-GM 76 20 073, DE-OS 2 508 810)· Diese bekannten Verfahren sind für die Oxydation heizwert-Vorheizeinrichtungen preheated by cleaned hot exhaust gases and burned in a combustion chamber with additional fuel (DE-GM 76 20 073, DE-OS 2 508 810) · These known methods are for the oxidation heat value
35**eicher Abgase ungeeignet, weil einerseits die bei der Oxydation auftretende Temperaturerhöhung werkstoffseitig und apparatetechnisch nicht verkraftet wird und andererseits eine Vorwärmung aus Sicherheitsgründen nicht zulässig ist«Exhaust fumes are unsuitable because, on the one hand, the increase in temperature occurring during oxidation is not tolerated on the material and apparatus side and, on the other hand, preheating for safety reasons is not permitted «
40Es sind weiterhin Verfahren zur thermischen Abgasreinigung40There are still methods for thermal exhaust gas purification
. schadstoffbeladener Abgase durch Verbrennung mit Luftsauerstoff bekannt, bei denen heizwertreiches zeitweilig zündfähige schadstoffbeladene Abgase je nach Zustand unter Zusatz von Brennstoff oder Luft in einem Verbrennungsraum, pollutant-laden exhaust gases by combustion with atmospheric oxygen, in which s.heatwertreiche s temporarily ignitable pollutant-laden exhaust gases depending on the state with the addition of fuel or air in a combustion chamber
45^eagieren, wobei die Einströmungsgeschwindigkeit der Abgase in den Reaktor höher als die Rückzündgeschwindigkeit der Reaktion.ist (DE-OS 2 857 182, DE-OS 2 625 139, DE-OS 2 655 881)ο Diese bekannten Verfahren benötigen zum Betreiben der rück-45 ^ eagieren, wherein the inflow rate of the exhaust gases into the reactor is higher than the Rückzündgeschwindigkeit the Reaktion.ist (DE-OS 2,857,182, DE-OS 2,625,139, DE-OS 2,655,881) ο These known methods require to operate the return
50zündsicheren Einströmorgane einen hohen komplizierten apparativen sowie regelungstechnischen Aufwände Bei einem Versagen der Regelung besteht potentielle Explosionsgefahr· Bei einem weiteren bekannten Verfahren zur thermischen Reinigung von heizwertreichen zeitweilig zündfähigen Abgasen50zündsicheren Einströmorgane a high complicated apparatus and control engineering efforts in case of failure of the regulation potential explosion danger · In another known method for the thermal cleaning of high calorific value temporarily ignitable exhaust gases
55gemäß DE-OS 2 637 169 kommen zum sicheren Betrieb sekundäre Explosionsschutzmaßnahmen wie Flammenrückschlagsicherungen, Brechsicherungen und druckstoßfeste Auslegungen bis 10 bar zum Einsatz οAccording to DE-OS 2 637 169, secondary explosion protection measures such as flame arresters, anti-crushing devices and pressure shock resistant designs up to 10 bar are used for safe operation ο
..Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß die sekundären Explo-..This method has the disadvantage that the secondary explosion
60sionsschutzmaßnahmen einen, hohen Materialeinsatz erfordern sowie ein Ansprechen der Brechsicherungen den Ausfall dieses Verfahrens nach sich zieht ο Dadurch entsteht ein zusätzlicher Arbeitszeit- und Materialaufwand für die Instandsetzung sowie eine UmweltSchädigung bis zur Wiederinbetrieb-This means additional work time and material expenditure for the repair as well as damage to the environment until re-commissioning.
65nahme des Verfahrens, da die Abgase in die Atmosphäre geleitet werden müssen«Taking the process as the exhaust gases must be released into the atmosphere «
- 3 -ν 2 2- 3 -ν 2 2
Ziel der ErfindungObject of the invention
Das Ziel des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht in der Senkung des apparate- und regelungstechnischen Aufwandes· 70in der Einsparung von Material, Arbeitszeit und Energie, der Verbesserung des Umweltschutzes bei gleichzeitiger Herabsetzung des Instandhaltungsaufwandes und der Erweiterung der Einsatzgrenzen der thermischen Nachverbrennung für spezifische Äbgasgemische·The aim of the method according to the invention is to reduce the apparatus and control technical expenditure · 70in the saving of material, working time and energy, the improvement of environmental protection while reducing the maintenance costs and the extension of the application limits of thermal afterburning for specific Äbgasgemische ·
Darlegung des Wesens der Erfindung Die erfindungsgemäße Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zur thermischen Nachverbrennung bereitzustellen, das es . gestattet, heizwertreiche, im Anfallzustand nicht explo-DESCRIPTION OF THE NATURE OF THE INVENTION The object of the invention is to provide a process for the thermal afterburning which produces it. permitted, high-calorific, not exploding in the onset
80sible Abgase unter energiewirtschaftlichen und apparatetechnisch günstigeren Bedingungen zu verbrennen. Diese Aufgabe wird' erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das heizwertreiche ungereinigte Abgas und ein Teilstrom des heißen gereinigten Abgases getrennt voneinander in den Ver-To burn 80sible exhaust gases under energy management and apparatus technically more favorable conditions. This object is achieved according to the invention in that the high-calorific value-rich untreated exhaust gas and a partial flow of the hot, purified exhaust gas are separated from one another in the process.
85brennungsreaktor geleitet werden, und daß im Verbrennungsreaktor eine direkte Vermischung beider Abgasströme auf eine Mischtemperatur von 300 0G bis 700 0C, vorzugsweise 450 0C bis 550 0C erfolgt» Die Aufgabe wird weiterhin dadurch gelöst, daß ein Trägergas,85brennungsreaktor be directed, and that in the combustion reactor, a direct mixing of the two exhaust gas streams to a mixing temperature of 300 0 G to 700 0 C, preferably 450 0 C to 550 0 C takes place »The object is further achieved in that a carrier gas,
90vorzugsweise Frischluft, dem Teilstrom des heißen gereinigten Abgases vor seinem Eintritt in den Verbrennungsreaktor zugemischt wird© Ein weiteres Merkmal der erfindungsgemäßen Lösung bestehtPreferably fresh air is added to the partial flow of the hot purified exhaust gas before it enters the combustion reactor. Another feature of the solution according to the invention is
. darin, da'ß das Trägergas ein Teilstrom des die Abwärmever-, in that the carrier gas is a partial stream of the waste heat
95v?ertungseinheit verlassenden abgekühlten gereinigten Abgases ist βThe cooled purified exhaust gas exiting the catalytic converter is β
In weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung wird der Teilstrom des heißen gereinigten Abgases vor seinem Eintritt in den Verbrennungsreaktor einer weiteren AbwärmelOOverwertungseinheit zugeführt οIn a further embodiment of the solution according to the invention, the partial flow of the hot purified exhaust gas is supplied before it enters the combustion reactor of a further AbwärmelOOverwertungseinheit ο
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht in der Einsparung von Material, Arbeitszeit und Betriebsmittelkosten sowie in der Verbesserung des Umweltschutzes·The advantage of the solution according to the invention is the saving of material, working time and operating costs as well as the improvement of environmental protection.
« 4 « «· ^ σ <c ι y '«4« «· ^ σ <c ι y '
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß der 105apparate- und regelungstechnische Aufwand gesenkt wird,» Noch ein weiterer Vorteil besteht in der Erweiterung der Einsatzgrenzen der thermischen Nachverbrennung für spezifische Abgasgemische.Another advantage of the invention is that the apparatus and control engineering effort is reduced, "Yet another advantage is the extension of the application limits of thermal afterburning for specific exhaust gas mixtures.
"IOAusf uhr ungsbeispiele"IOExecution examples
Die Erfindung soll nachstehend an drei Ausführungsbeispielen näher erläutert werdeno In den dazugehörigen Zeichnungen zeigtThe invention will be explained in more detail below with reference to three embodiments o In the accompanying drawings shows
Figur 1: eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrena mit Zuführung des heißen gereinigtenFigure 1: an embodiment of the method according to the invention with a supply of hot cleaned
AVbgasee als Teilstrom,AVbgasee as partial flow,
Figur 2: eine weitere Äusführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens mit Zumischung von Frischluft als Trägergas in den-Teilstrom des heißen gereinigten Abgases undFigure 2 shows another Äusführungsform the method according to the invention with the addition of fresh air as a carrier gas in the partial flow of the hot purified exhaust gas and
Figur 3i eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens mit Bereitstellung.von technologisch nutzbarer Energie durch den dem Verbrennungsreaktor zuzuführenden Teilstrom des heißen gereinigten Abgases οFIG. 3i shows another embodiment of the method according to the invention with provision of technologically usable energy by the partial flow of the hot purified exhaust gas to be supplied to the combustion reactor
Bei der Desorption von Extraktionsmutterlauge fällt ein heizwertreicher Abgasstrom von 400 nri«lio/h mit einerDuring the desorption of extraction mother liquor, a high-calorific waste gas stream of 400 nri / h falls with one
130Temperatur von 20 0C an© Der thermisch zu reinigende Abgasstrom ist mit den Schadstoffkomponenten Diäthyläther, Äthanol, Methanol, Benzol und Äthylacetat in einer Gesamtkonzentration von 33,3 g/nrioN· beladeno Der Schadstoffumsatz soll mindestens 95 % betragen«130Temperatur of 20 0 C to © The thermally cleaned waste gas stream is with the pollutant components diethyl ether, ethanol, methanol, benzene and ethyl acetate in a total concentration of 33.3 g / nrioN · loaded o The pollutant conversion should be at least 95% "
135Dieses in der abgaserzeugenden Prozeßeinheit 8 anfallende heizwertreiche ungereinigte Abgas 1 wird direkt dem Verbrennungsreaktor 6 zugeführt ο Der aus dem Verbrennungsreaktor 6 austretende Gesamtstrom des heißen gereinigten Abgases 2 von 1 460 nrioNe/h mit einer Temperatur von 700 0C135Dieses in the exhaust gas-generating process unit 8 resulting calorific uncleaned flue gas 1 is supplied directly to the combustion reactor 6 ο The exiting from the combustion reactor 6 total flow of hot purified exhaust gas 2 of 1460 nrioN e / h with a temperature of 700 0 C.
140wird geteilt* Ein Teilstrom des heißen gereinigten Abgases 3 von 1 060 m^i,N*/h wird über ein Heißgasventilator 7140 is divided * A partial flow of the hot purified exhaust gas 3 of 1 060 m ^ i, N * / h is passed through a hot gas fan. 7
~5" 226219~ 5 "226219
dem Verbrennungsreaktor 6 zum Zwecke der Vermischung und der Erreichung der Reaktionatemperatur von 520 0C zugeführt· Der andere Teilstrom, das abgekühlte gereinigtethe combustion reactor 6 is supplied for the purpose of mixing and the achievement of Reaktionatemperatur of 520 0 C · The other partial flow which cooled cleaned
i45Abgas 4 von 400 mJi,Ne/h,wird der Atmosphäre zugeleitet, nach dem er durch eine Abwärmeverwertungseinheit 9 zur Erzeugung eines Energieträgerstromes 5 ζ· Β· Sattdampf geführt wurde« Pur den stationären Betriebszustand hat die Hilfsenergie 10,ζβ Β« Rauchgase einer Gas- oder 01-i45Abgas 4 of 400 m J i, N s / h, the atmosphere is supplied, after which it was passed through a waste heat recovery unit 9 for generating an energy stream 5 ζ · Β · saturated steam "Pur has the stationary operating state, the power supply 10, ζ β Β «Flue gases of a gas or oil
15Ofeuerung,die Aufgabe, auftretende Wärmeverluste der Teilanlagen auszugleichen·15Ofeuerung, the task to compensate occurring heat losses of the units ·
Das in der Prozeßeinheit 8 beim Luftstrippen von AbwässernThe in the process unit 8 in the air stripping of wastewater
155der pharmazeutischen Industrie anfallende heizwertreiche ungereinigte Abgas 1 mit einem Mengenstrom von 1 926 kg/h und einer Temperatur von 20 0C soll mit einem Umsatz größer als 95 % thermisch gereinigt werden· Ein Teilstrom des heißen gereinigten Abgases 3 von 780 kg/h des Gesamtstromes des heißen.gereinigten Abgases mit einer Temperatur von 750 0O wird unter Zumischung von 462 kg/h Frischluft als Trägergas 11 mit einer Temperatur von 15 0O zwecks Tem peraturbegrenzung von 65Ο 0O dem Verbrennungsreaktor 6 über ein Heißgasventilator 7 zugeleitet·The calorific-rich unpurified waste gas 1 obtained from the pharmaceutical industry with a flow rate of 1,926 kg / h and a temperature of 20 ° C. should be thermally cleaned with a conversion of greater than 95%. A partial flow of the hot purified waste gas 3 of 780 kg / h of the total flow of hot cleaned exhaust gas with a temperature of 750 0 O is added with the addition of 462 kg / h of fresh air as a carrier gas 11 with a temperature of 15 0 O for Tem peraturbegrenzung of 65Ο 0 O the combustion reactor 6 via a hot gas fan 7 ·
165Im Verbrennungsreaktor 6 wird unter Vermischung mit dem getrennt zugeführten heizwertreichen ungereinigten Abgas von 1 926 kg/h eine Mischtemperatur von 425 0C erreicht· Durch die Hilfsenergie 10 wird ein Wärmestrom von 0,86 GJ/h165Im combustion reactor 6 while mixing with the separately supplied calorific unpurified exhaust gas of 1926 kg / h, a mixing temperature of 425 0 C is reached · By the power supply 10, a heat flow of 0.86 is GJ / h
. in den Verbrennungsreaktor 6 eingetragen, so daß eine 170Reaktionstemperatur von 520 0O gewährleistet ist«, entered into the combustion reactor 6, so that a reaction temperature of 520 0 O is guaranteed «
Das in der Prozeßeinheit 8 anfallende heizwertreiche ungereinigte Abgas 1 mit einem Volumenstrom von 1 000 nrioIU/h 175und einer Temperatur von 20 0C soll thermisch gereinigt werdene Dieses heizwertreiche ungereinigte Abgas 1 besitzt einen Heizwert von 930 kJ/nrioIU, wobei ein Umsatz von mindestens 95 % erreicht wirdo Ein Teilstrom des gereinigten heißen Abgases 3 von 1 705 πτ1·Ν·/1ι des mit einer Tempe-The waste in the process unit 8 calorific uncleaned flue gas 1 at a flow rate of 1000 nrioIU / h 175und a temperature of 20 0 C to be thermally cleaned e This calorific uncleaned flue gas 1 has a calorific value of 930 kJ / nrioIU, wherein a conversion of at least 95 % is achieved. A partial stream of the purified hot exhaust gas 3 of 1 705 πτ1 · Ν · / 1 of the with a Tempe-
2262 192262 19
180ratur von 730 0O aus dem Verbrennungsreaktor 6 austretenden Gesamtstroms des heißen gereinigten Abgases 2 wird in einer Abwärmeverwertungseinheit 12 auf 650 0C abgekühlt und über einem Heißgasventilator 7 dem Verbrennungsreaktor 6 zugeführt, in dem eine.Vermischung mit dem heizwertreichen un-180 ratur of 730 0 O from the combustion reactor 6 exiting total flow of hot purified exhaust gas 2 is cooled in a waste heat recovery unit 12 to 650 0 C and fed via a hot gas fan 7 to the combustion reactor 6, in which ein.Vermischung with the high calorific value.
•3• 3
185gereinigtem Abgas 1 von 1 000 nrioIU/h stattfindet und der Verbrennungsvorgang der Schadstoffe eingeleitet wird« Das abgekühlte gereinigte Abgas 4 von 1 135 nri*Ho/h wird, nach dem es einer Äbwärmeverwertungseinheit 9 zur ErzeugungCleaned exhaust gas 1 of 1 000 nrioIU / h takes place and the combustion process of the pollutants is initiated «The cooled purified exhaust gas 4 of 1 135 nri * H o / h, after it a Äbwärmeverwertungseinheit 9 for generating
. eines Energieträgers 5 z« B0 Warmwasser zugeführt wurde, in, an energy source 5 z "B 0 hot water was supplied, in
190die Atmosphäre abgeleitet« Gleichzeitig wird in der Abwärmeverwertungseinheit 12 ein Energieträgerstrom 5, z, B· Heißluft zu Trockenzwecken, erzeugt· Durch die Hilfsenergie wird in den Verbrennungsreaktor 6 ein Wärmestrom von 0,45 GJ/h zur Aufrechterhaltung der thermischen Nachverbren-At the same time, in the waste heat recovery unit 12, an energy carrier stream 5, z, B is produced for drying purposes. The auxiliary energy introduces a heat flow of 0.45 GJ / h into the combustion reactor 6 in order to maintain the thermal afterburning.
195nung bei einer Reaktoraustrittstemperatur von 730 0C eingebrachte195nung introduced at a reactor exit temperature of 730 0 C.
Claims (3)
folgtMixing of both exhaust streams to a mixing temperature of 3
follows
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DD22621980A DD155450A1 (en) | 1980-12-18 | 1980-12-18 | METHOD FOR THE THERMAL AFTER COMBUSTION OF HEAT-WELL EXHAUST GASES |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DD22621980A DD155450A1 (en) | 1980-12-18 | 1980-12-18 | METHOD FOR THE THERMAL AFTER COMBUSTION OF HEAT-WELL EXHAUST GASES |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DD155450A1 true DD155450A1 (en) | 1982-06-09 |
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ID=5528010
Family Applications (1)
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DD22621980A DD155450A1 (en) | 1980-12-18 | 1980-12-18 | METHOD FOR THE THERMAL AFTER COMBUSTION OF HEAT-WELL EXHAUST GASES |
Country Status (1)
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DD (1) | DD155450A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4485745A (en) * | 1981-01-22 | 1984-12-04 | Mannesmann Veba Umwelttechnik Gmbh | Method for thermal processing of solid waste and the apparatus for carrying out the method |
-
1980
- 1980-12-18 DD DD22621980A patent/DD155450A1/en unknown
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4485745A (en) * | 1981-01-22 | 1984-12-04 | Mannesmann Veba Umwelttechnik Gmbh | Method for thermal processing of solid waste and the apparatus for carrying out the method |
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