DE2111482A1

DE2111482A1 - Procedure and equipment on incinerators for oil or gas operation for additional combustion of waste dust

Info

Publication number: DE2111482A1
Application number: DE19712111482
Authority: DE
Inventors: Branko Simunio
Original assignee: Mella & Menzi
Current assignee: Mella & Menzi
Priority date: 1971-03-10
Filing date: 1971-03-10
Publication date: 1972-09-21

Description

Verfahren und Einrichtung an Verbrennungsöfen für Oel- oder Gasbetrieb zur Zusatzverbrennung von Abfall staub Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung an Verbrennungsöfen für Oel- oder Gas betrieb zur Zusatzverbrennung von Abfallstaub und bezweckt eine betriebssichere und einwandfreie Verwertung von Abfallstaub mit Einschluss von gröberem, brennbarem Abfallmaterial zu erzielen.Process and equipment on incinerators for oil or gas operation for additional combustion of waste dust The invention relates to a method and a device on incinerators for oil or gas operation for additional combustion of waste dust and aims to ensure safe and faultless recycling of Achieve waste dust with the inclusion of coarser, combustible waste material.

In vielen industriellen Betrieben, wie z.B. in der Spanpiattenfabrikation, in der Korkindustrie usw. entstehen grosse Mengen von Abfallstaub, welcher vernichtet werden muss, und diese Vernichtung kann vorteilhaft mit Wärmegewinnung durch Verfeuerung des Abfallstaubes verbunden werden. Ein Problem bei der Staubverbrennung ist jedoch die Möglichkeit des Auftretens von Staubexploionen, Solche Explosionen können vermieden werden, wenn der Staub unter Ausschluss von Sauerstoff oder mit einer minimalen Sauerstoffmenge vergast und verbrannt wird. Die Verminderung des Sauerstoffgehaltes der Atmosphäre, in welcher Staub verbrannt werden soll, kann erreicht werden durch Rückführung der Verbrennungsgase in den Brennraum oder durch das Einblasen des Staubes mittels inerten Gasen, z.B. Stickstoff, oder mittels überhitztem Wasserdampf usw. Bei der an sich bekannten Verbrennung in der Schwebe, bei welcher die Staubpartikel durch das inerte Gas getragen werden, ist ein langer Verbrennungsweg erforderlich, um die durch das Gas geschützten Partikel vollständig zu verbrennen. Aus wirtschaftlichen Gründen und zum Zwecke eines geringen Platzbedarfes soll jedoch die Verbrennung in einem gedrängten Volumen, also in einem kurzen Ofen erfolgen, und es soll verhindert werden, dass grössere Staubpartikel oder gröbere Stücke, wie Abfallpapier mit den Verbrennungsgasen aus dem Ofen fortgeführt werden. In many industrial companies, such as chipboard production, in the cork industry, etc., large amounts of waste dust are produced, which are destroyed must be, and this destruction can be beneficial with heat recovery by combustion of the waste dust. However, there is a problem with dust burning the possibility of dust explosions occurring, such explosions can be avoided be when the dust is in the absence of oxygen or with a minimum Amount of oxygen is gasified and burned. The reduction of the oxygen content the atmosphere in which dust is to be burned can be reached by Return of the combustion gases to the combustion chamber or by blowing in the dust by means of inert gases, e.g. nitrogen, or by means of superheated steam, etc. In the known incineration in suspension, in which the dust particles carried by the inert gas, a long combustion path is required, to completely burn off the particles protected by the gas. For economic For reasons and for the purpose of a small space requirement, however, the incineration in a compact volume, i.e. in a short oven take place, and it should be prevented that larger dust particles or coarser pieces, how waste paper is carried away with the combustion gases from the furnace.

Das erfindungsgemässe Verfahren zur Zusatzverbrennung von Abfallstaub in Verbrennungsöfen besteht darin, dass die Verbrennungsluftmenge des Oel- oder Gasbrenners des Ofens so geregelt wird, dass der Brenner mit keinem oder nur geringem Luftüberschuss arbeitet, und der Abfallstaub in eine sauerstoffarme Zone des Verbrennungsraumes so eingeleitet wird, dass den Staubpartikeln im Verbrennungsraum eine schraubenlinienförmige Bewegung in Strömungsrichtung der Verbrennungsgase erteilt wird, während Sekundärluft in eine in Strömungsrichtung der Verbrennungsgase nach der Einleitung des Abfallstaubes liegenden Stelle in den Verbrennungsraum eingeführt wird. The method according to the invention for the additional incineration of waste dust in incinerators is that the amount of combustion air in the oil or Gas burner of the furnace is regulated so that the burner with little or no Excess air works, and the waste dust in an oxygen-poor zone of the combustion chamber is introduced so that the dust particles in the combustion chamber have a helical shape Movement in the direction of flow of the combustion gases is granted while secondary air in one in the flow direction of the combustion gases after the introduction of the waste dust lying point is introduced into the combustion chamber.

Die Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens ist gekennzeichnet durch einen zylindrischen Ofen mit an einem Stirnende zentrisch angeordneten Oel- oder Gasbrenner, durch mindestens eine Einlassdüse für den Abfallstaub, deren Achse schief zur Längsachse des Ofens und tangential an einen gedachten, zur Längsachse konzentrischen Kreis von kleinerem Durchmesser als derjenige des Ofens gerichtet ist, um dem Staub eine schraubenlinienförmige Bewegung in Strömungsrichtung der Verbrennungsgase zu erteilen, und durch mindestens eine Düse zur Einführung von Sekundärluft in tangentialer Richtung in den Ofen an einer Stelle, die in Strömungsrichtung der Verbrennungsgase nach der Einlassstelle des Staubes liegt. The facility for performing this procedure is identified through a cylindrical furnace with centrally arranged oil or gas burner, through at least one inlet nozzle for the waste dust, the axis of which oblique to the longitudinal axis of the furnace and tangential to an imaginary one, to the longitudinal axis directed concentric circle of smaller diameter than that of the furnace is to give the dust a helical movement in the direction of flow of the To issue combustion gases, and through at least one nozzle for the introduction of Secondary air in a tangential direction into the furnace at a point in the direction of flow the combustion gases are located after the dust inlet point.

Das erfindungsgemässe Verfahren wird anhand einiger in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele von Verbrennungsöfen mit der erfindungsgemässen Einrichtung zur Zusatzverbrennung von Abfallstaub erläutert. The method according to the invention is illustrated by some in the drawing illustrated embodiments of incinerators with the inventive Device for additional incineration of waste dust explained.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen Verbrennungsofen gemäss einem ersten Ausführungsbeispiel. Fig. 1 shows a longitudinal section through an incinerator according to a first embodiment.

Fig. 2 ist ein Querschnitt durch den Ofen längs der Linie II-II der Fig. 1 Fig. 3 ist ein Querschnitt durch den Ofen längs der Linie 111-111 der Fig. 1. Fig. 2 is a cross-section through the furnace along the line II-II of FIG Fig. 1 Fig. 3 is a cross-sectional view of the furnace taken along line 111-111 of Fig. 1.

Fig. 4 ist ein Längsschnitt durch den vorderen Teil eines Ofens gemäss einem zweiten Ausführungsbeispiel. Fig. 4 is a longitudinal section through the front part of a furnace according to a second embodiment.

Fig. 5 ist ein Querschnitt durch den Ofen längs der Linie V-V der Fig. 4. Fig. 5 is a cross-section through the furnace along line V-V of FIG Fig. 4.

Fig. 6 ist ein Längsschnitt durch einen Ofen gemäss einem dritten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Einrichtung. Fig. 6 is a longitudinal section through a furnace according to a third Embodiment of the device according to the invention.

Der in Fig. 1 dargestellte Verbrennungsofen 1 besitzt einen doppelwandigen Tragzylinder 2,3 aus Metallblech. Zwischen den beiden Wandungen 2,3 sind Distanzstücke 4 angeordnet. Durch die vordere Stirnwand 5 des Ofens ist zentral ein Oel- oder Gasbrenner 6 mit Brennerdüse 7 eingeführt. Eine Abschlussplatte 8 an der Stirnwand 5 ist mit nicht dargestellten Regelöffnungen für die Zufuhr von Verbrennungsluft versehen, wobei die zugeführte Luftmenge so geregelt werden kann, dass der Brenner ohne nur mit ganz geringem Luftüberschuss arbeitet, so dass im vorderen Teil des Ofens in den der Staub eingeleitet wird, eine sauerstoffarme Atmosphäre vorherrscht. Die Verbrennungskammer 9 ist mit feuer- und hitzebeständigem Material, z.B. Schamottestein 10, ausgekleidet. The incinerator 1 shown in Fig. 1 has a double-walled one Support cylinder 2,3 made of sheet metal. There are spacers between the two walls 2, 3 4 arranged. Through the front end wall 5 of the furnace is a central oil or Gas burner 6 with burner nozzle 7 inserted. An end plate 8 on the front wall 5 has control openings (not shown) for the supply of combustion air provided, whereby the amount of air supplied can be regulated so that the burner without only working with a very small excess of air, so that in the front part of the Furnace into which the dust is introduced, a low-oxygen atmosphere prevails. The combustion chamber 9 is made of fire and heat resistant material such as firebrick 10, lined.

Die Zufuhr von Abfallstaub in die Verbrennungskammer 9 erfolgt in diesem Beispiel im vorderen Teil des Ofens durch eine Düse 11. Es könnten auch mehrere, über den Umfang des Ofens verteilt angeordnete Düsen vorgesehen sein. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, ist die Düsenachse 12 tangential zu einem gedachten, mit der Ofenachse konzentrischen Kreis 13 gerichtet, dessen Durchmesser etwa 3/4 des Innendurchmessers des Ofens beträgt. Die Achse 12 der Düse 11 bildet einen Winkel mit der Längsachse des Ofens, so dass dem eingeführten Staub eine schraubenlinienförmige Wirbelbewegung in Richtung gegen den Austritt der Verbrennungsgase am hinteren Ende des Ofens erteilt wird. Die Zuführung bzw. das Einblasen von Abfallstaub durch die Düsen 11 erfolgt im Falle von Staubmaterial, für welches eine Explosionsgefahr besteht, mit Hilfe von Stickstoffgas oder überhitztem Wasserdampf. Wenn keine Explosionsgefahr besteht, kann das Einblasen auch in an sich bekannter Weise mit Luft erfolgen. Waste dust is fed into the combustion chamber 9 in in this example in the front part of the furnace through a nozzle 11. It could also be several, Nozzles arranged distributed over the circumference of the furnace may be provided. As shown in Fig. 2 can be seen, the nozzle axis 12 is tangential to an imaginary, with the Oven axis directed concentric circle 13, the diameter of which is about 3/4 of the inner diameter of the furnace. The axis 12 of the nozzle 11 forms an angle with the longitudinal axis of the furnace so that the introduced dust has a helical vortex movement issued in the direction against the exit of the combustion gases at the rear end of the furnace will. The supply or the blowing in of waste dust takes place through the nozzles 11 in the case of dust material for which there is a risk of explosion, with the help from nitrogen gas or superheated steam. If there is no risk of explosion, the blowing in can also be carried out in a manner known per se with air.

Im mittleren und hinteren Teil des Ofens sind im gezeigten Beispiel drei tangential gerichtete Düsen 14 zum Eintritt von sekundärer Verbrennungsluft angeordnet. Die Achse 15 (Fig. 3) dieser Düsen verläuft ebenfalls tangential zu einem gedachten, zur Ofenachse konzentrischen Kreis 16 von gleichem Durchmesser wie der Kreis 13. Die drei Düsen 14 sind in drei gegeneinander in Längsrichtung versetzten Querebenen angeordnet. Sie könnten auch in der gleichen Querebene angeordnet sein, und es könnten auch weniger oder mehr als drei Lufteintrittsdüsen vorgesehen sein. Durch die Einleitung von Sekundärluft in tangentialer Richtung in den Ofen wird eine intensive Durchmischung der Luft mit den verbrennbaren Gasen und Staubresten erzielt und infolge der damit erreichten schraubenlinienförmigen Strömungsbewegung der Gase wird die Weglänge und Verweilzeit der Partikel im Ofen um ungefähr das 10-fache gegenüber einem geraden Strömungsweg vergrössert, wodurch eine vollständige Verbrennung aller Gase und Staubreste erreicht wird. In the middle and back of the oven are shown in the example three tangentially directed nozzles 14 for the entry of secondary combustion air arranged. The axis 15 (Fig. 3) of these nozzles is also tangential to an imaginary circle 16 of the same diameter which is concentric to the furnace axis like the circle 13. The three nozzles 14 are in three opposite directions in the longitudinal direction staggered transverse planes arranged. They could also be arranged in the same transverse plane be, and there could also be fewer or more than three air inlet nozzles be. By introducing secondary air into the furnace in a tangential direction there is an intensive mixing of the air with the combustible gases and dust residues achieved and as a result of the helical flow movement thus achieved of the gases, the path length and residence time of the particles in the furnace will be approximately that 10 times larger than a straight flow path, creating a complete Combustion of all gases and dust residues is achieved.

Am Ende des Ofens sind zwei vertikale Ablenkwände 17 und 18 vorgesehen, die zwischen sich einen Kanal 19 von rechteckigem Querschnitt bilden. In diesem abwärtsgerichteten Kanal ist ein Jalousie- oder Lamellenabscheider 20 angeordnet, durch den die Verbrennungsgase strömen, bevor sie den Ofen durch den Auslass 21 verlassen, um zu dem nachgeschalteten Teil der Verfahrensanlage, beispielsweise einer Trockentrommel, gelangen. Im Abscheider 20 werden in bekannter Weise gröbere Partikel, die nicht vergast oder verbrannt werden, durch Umlenkung der Verbrennungsgase abgeschieden und fallen auf ein Auffangblech 22 hinter einer Oeffnung 23 in der Ofenwand, von wo sie abgesaugt werden können. At the end of the furnace there are two vertical baffles 17 and 18, which between them form a channel 19 of rectangular cross-section. In this A louvre or lamella separator 20 is arranged in the downward-facing channel, through which the combustion gases flow before leaving the furnace through outlet 21 leave to go to the downstream part of the process plant, for example a drying drum. In the separator 20 are coarser in a known manner Particles that are not gasified or burned by diverting the combustion gases deposited and fall on a collecting plate 22 behind an opening 23 in the Furnace wall from where they can be extracted.

Von dem Auslass 21 sind ih der Ofenwandung regelbare Oeffnungen 24 vorgesehen, durch welche zusätzliche Luft in die den Ofen verlassenden Gase zugeführt werden kann, um diese vor dem Eintritt in den nachgeschalteten Verfahrensraum auf die gewünschte Temperatur zu bringen.From the outlet 21 there are adjustable openings 24 in the furnace wall provided through which additional air is fed into the gases leaving the furnace This can be done before entering the downstream process room to bring the desired temperature.

Das Ausführungsbeispiel des Ofens nach Fig. 4 und 5 ist für die Verbrennung von weniger explosionsgefährlichem Abfallstaub bestimmt. Hier ist wieder am Stirnende des'Ofens ein Oel- oder Gasbrenner 6 mit Brennerdüse 7 angeordnet. Die Zufuhr von Abfallstaub erfolgt in gleicher Weise wie in Fig. 1 durch eine oder mehrere Düsen 11, deren Achsen inbezug auf die Längsachse des Ofens geneigt und tangential zu einem konzentrisch zur Längsachse gedachten Kreis verlaufen. Die Zufuhr von Sekundärluft erfolgt durch einen Ringkanal 25 in der Schamotteauskleidung 10, durch den am Stirnende des Ofens Luft angesaugt wird, die erst hinter der Staubdüse 11 durch Oeffnungen 26 in der Ofenwand in den Verbrennungs raum 9 austritt. Die Zufuhr des Staubes erfolgt also auch hier in eine sauerstoffarme Atmosphäre. Die Oeffnungen 26 sind tangential zu einem gedachten Kreis und schräg zur'längsachse des Ofens gerichtet, so dass der zugeführten Luft ebenfalls eine schraubenlinienförmige Wirbelbewegung erteilt wird. The embodiment of the furnace according to FIGS. 4 and 5 is for combustion determined by less explosive waste dust. Here is the forehead again des'Ofens an oil or gas burner 6 with burner nozzle 7 is arranged. The feed from Waste dust occurs in the same way as in Fig. 1 through one or more nozzles 11, the axes of which are inclined and tangential to the longitudinal axis of the furnace run in an imaginary circle concentric to the longitudinal axis. The supply of secondary air takes place through an annular channel 25 in the fireclay lining 10, through the one at the front end of the furnace air is sucked in, which is only behind the dust nozzle 11 through openings 26 exits into the combustion chamber 9 in the furnace wall. The dust is fed in So here too in a low-oxygen atmosphere. The openings 26 are tangential to an imaginary circle and directed obliquely to the longitudinal axis of the furnace, so that the supplied air is also given a helical vortex movement will.

Im Beispiel nach Fig. 6 sind die Einlassdüsen 11 für nicht explosionsgefährlichen Staub und die Düsen 14 für die Zufuhr von Sekundärluft gleich angeordnet, wie im Beispiel nach Fig. 1. In the example according to FIG. 6, the inlet nozzles 11 are for non-explosive Dust and the nozzles 14 for the supply of secondary air arranged the same as in Example according to FIG. 1.

Primärluft wird am hinteren Stirnende des Ofens durch den Hohlraum zwischen den Zylinderwänden 2 und 3 angesaugt, strömt der Ofenwandung entlang nach vorn und tritt durch Oeffnungen 27 am vorderen Stirnende des Ofens in den Verbrennungsraum 9. Diese Ausführung der Einrichtung gestattet die grösste Wärmebelastung des Ofenraumes.Primary air is drawn through the cavity at the rear end of the furnace sucked in between the cylinder walls 2 and 3, flows along the furnace wall at the front and enters the combustion chamber through openings 27 at the front end of the furnace 9. This design of the device allows the greatest heat load in the furnace chamber.

Claims

Patent claims:

1. Process for additional incineration of waste dust in incinerators for oil or gas operation, characterized in that the amount of combustion air of the oil or gas burner of the furnace is regulated so that the burner with none or only a small excess of air works, and the waste dust in an oxygen-free, or low-oxygen zone of the combustion chamber is introduced in such a way that the dust particles a helical movement in the direction of flow in the combustion chamber Combustion gases are issued while secondary air is in an up-flow direction of the combustion gases after the introduction of the waste dust into the Combustion chamber is introduced.

2. Device for performing the method according to claim 1, characterized through a cylindrical furnace (1) with centrally arranged at one end Oil or gas burner (6), through at least one inlet nozzle (11) for the waste dust, whose axis (12) is oblique to the longitudinal axis of the furnace and tangential to an imaginary, Circle (13) concentric to the longitudinal axis and having a smaller diameter than that of the furnace is directed to give the dust a helical movement in the direction of flow to issue the combustion gases, and through at least one nozzle (14) for introduction of secondary air in the tangential direction into the furnace at a point in the direction of flow the combustion gases are located after the dust inlet point.

3. Device according to claim 2, characterized in that the gas outlet end of the furnace, the combustion gases through a channel (19) of reduced flow cross-section flow, in which a lamella separator (20) is arranged to still in the Combustion gases separate coarser dust particles that have remained.

4. Device according to claim 2, characterized in that the gas outlet end of the furnace supply openings (24) are provided for additional air to be introduced by introducing from air to the gases leaving the furnace to their use temperature bring to.

5. Device according to claim 2, characterized in that the Furnace has a metallic, hollow-walled support cylinder (2,3), which is equipped with refractory, heat-resistant material (10) is lined, the cavity of the support cylinder has air inlets at the rear end and at the front end of the furnace communicates with the combustion chamber so that the one sucked in at the rear end Preheated air is introduced into the combustion chamber (Fig. 6).

6. Device according to claim 2, characterized in that the Furnace has a metallic hollow-walled support cylinder, which is covered with refractory, heat-resistant material is lined, with in the front part of the furnace between Support cylinder and refractory lining an annular channel (25) is provided through the combustion air is sucked in and behind the inlet point (11) of the dust in the combustion chamber is introduced.