DE2660903C2

DE2660903C2 - Abfackelvorrichtung

Info

Publication number: DE2660903C2
Application number: DE2660903A
Authority: DE
Inventors: Takusen Ito; Kenji Osaka Onose
Original assignee: Hitachi Zosen Corp
Current assignee: Hitachi Zosen Corp
Priority date: 1976-04-09
Filing date: 1976-12-01
Publication date: 1986-04-10
Also published as: US4087235A; JPS52135531U; FR2347614A1; IT1074201B; NL7612516A; DE2654438A1; NL172367C; FR2347614B1; NL172367B; DE7637639U1; DE2654438C3; GB1544464A; JPS5439142Y2; DE2654438B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Abfackelvorrichtung vom Bodenfackeltyp für brennbare Abgase mit einem die Ofenkammer umschließenden Ofenmantel und einer Herdebene, in der über die Fläche verteilt mehrere Abfackelbrenner angeordnet sind, die gruppenweise an von jeweils einer Abgashauptleitung abzweigenden Abgaszuführleitungen sowie insbesondere an von jeweils einer Dampfhauptleitung abzweigenden Dampfzuführleitungen angeschlossen sind, wobei die Abgashauptleitungen, sowie gegebenenfalls die zugehörigen Dampfhauptleitungen, jeweils getrennt voneinander druckabhängig gesteuert sind.

Aus der US-PS 3933 420 ist eine Abfackelvorrichtung bekannt, bei der die Ofenkammer von einem zylindrischen Ofenmantel umgeben ist, welcher nach oben hin offen ist. Seine Unterseite wird von einer Herdebene gebildet, in die von unten Luft eintreten kann und in der eine Vielzahl von Abfackelbrennern über die Fläche verteilt angeordnet sind.

Diese bekannte Abfackelvorrichtung hat den Nachteil, daß sie hinsichtlich der Anzahl der Abfackelbrenner wie auch der Größe der Ofenkammer auf einen bestimmten Abgasvoiumenstrom ausgelegt ist, der nur in engen Grenzen variieren darf. Ansonsten muß mit unvollkommener Verbrennung und damit mit Schadstoffauswurf gerechnet werden. Dort, wo solche Abfackelvorrichtungen eingesetzt werden, fallen jedoch Abgase in star* schwankenden Mengen an, so daß eine Zwischenlagerung erforderlich ist.

Insoweit besser anpassungsfähig ist eine Abfackelvorrichtung, wie sie aus der US-PS 3749546 bekannt ist. Auch bei dieser Abfackelvorrichtung sind in einer Herdebene eine Vielzahl von Abfackelbrennern über die Fläche verteilt angeordnet. Sie werden jedoch gruppenweise in Abhängigkeit vom Druck in der Abgashauptleitung derart gesteuert, daß bei geringem Volumenstrom nur ein Teil der Abfackelbrenner im Einsatz ist und weitere Abfackelbrenner erst dann zur Verbrennung der Abgase herangezogen werden, wenn der Druck entsprechend ansteigt. Auf diese Weise ist die Geschwindigkeit des Abgases immer _O.'oß genug, um eine gute Luftvermischung und weitgehend rauchfreie Verbrennung zu erzielen.

Abfackelbrenner der vorstehenden Art müssen nicht selten auch in der Nähe von Wohngebieten aufgestellt werden. Hier sind die Anforderungen an eine rauch- und geruchlose Verbrennung der Abgase besonders hoch. Um auch diesen Anforderungen zu genügen, wird in den Bereich der Abfackelbrenner zusätzlich Dampf zugeführt. Eine solche Abfackelvorrichtung ist in der US-PS 37 79689 beschrieben. Hierfür sind zusätzlich Dampfhauptleitungen und davon abzweigende Dampfzuführleitungen vorgesehen, wobei auch die Dampfhauptleitungen in gleicher Weise wie die Abgashauptleitungen druckabhängig voneinander in der Weise gesteuert werden, daß bei zunehmendem Abgasvoiumenstrom eine größer werdende Anzahl von Abfackelbrennern mit Abgas und Dampf versorgt werden.

Obwohl die druckabhängige Steuerung der Abgas- und gegebenenfalls Dampfzufuhr zu den Abfackelbrennern zu einer Verbesserung der Verbrennung geführt hat, ist das Ergebnis noch nicht voll zufriedenstellend.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Abfackelvorrichtung der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß die Verbrennung bei unterschiedlichen Abgasvolumenströmen noch weiter verbessert, d. h. noch rauch- und geruchsärmer wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,

daß im Zentrum der Herdebene ein aufrecht stehendes, eine erste Gruppe von gemeinsam gesteuerten Abfackelbrennern umschließendes Stabilisierrohr zur Aufteilung der Ofenkammer in eine vom Stabilisierrohr umgebene Innenkammer und eine vom Stabilisierrohr und dem Ofenmantel eingeschlossene Außenkammer mit der zweiten Gruppe von gemeinsam gesteuerten Abfackelbrennern angeordnet ist Dabei sollte das Stabilisierrohr aus feuerfesten Ziegeln bestehen und sein Durchmesser ein Viertel bis ein Halb des Druchmessers der Ofenkammer ausmachen.

Erfindungsgemäß wird also die Herdebene dergestalt aufgeteilt, daß zwei Ofenkammern, nämlich die Innenkammer und die Außenkammer, entstehen, wobei je nach anfallendem Abgasvolumenstrom erst die AbfackelbreDner der Innenkammer und bei größerem Abgasvolumenstrom zusätzlich die der Außenkammer mit Abgas versorgt werden. Dabei passen die jeweils beaufschlagten Ofenkammern wesentlich besser zu der Anzahl der in Betrieb befindlichen Abfackelbrenner, so daß die Verbrennung der Abgase ganz erheblich verbessert werden konnte.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die erste Abgashauptleitung für die Gruppe von Abfackelbrennern in der Innenkammer mit einem ersten und einem zweiten Druckfühler und die erste Dampfhauptleitung für die Gruppe von Abfackelbrennern in der Innenkammer mit einem Ventil versehen sind, daß die zweite, von der ersten Abgashauptleitung abzweigende Abgashauptleitung für die Gruppe von Abfackelbrennern in der Außenkammer mit einem Ventil und die zweite, von der ersten Dampfhauptleitung abzweigende Dampfhauptleitung für die Gruppe von Abfackelbrennern in der Außenkammer mit einem Ventil versehen sind, wobei die Druckfühler so eingestellt sind, daß beim Einströmen von Abgasen in die erste Abgashauptleitung der erste Druckfühler ein Signal zum Öffnen des Ventils in der ersten Dampfhauptleitung und bei Erreichen eines höheren Druckwertes der zweite Druckfühler ein Signal zum Öffnen des Ventils in der zweiten Abgashauptleitung und des Ventils in der zweiten Dampfhauptleitung abgibt. Diese Steuerung ist in optimaler Weise an die Erfordernisse der durch das Stabilisierrohr aufgeteilten Ofenkammer angepaßt und sorgt für eine saubere Verbrennung auch bei sehr unterschiedlichen Abgasve'umenströmen.

Schließlich sieht die Erfindung vor, daß die Ventile in den Dampfhauptleitungen in geringerem Abstand bezüglich des Abgasströmungsweges von den Abfackelbrennern als der er^te Druckfühler und das Ventil in der zweiten Abgashauptleitung angeordnet sind, was zur Folge bat, daß der Darrpf etwas früherals das Abgas ausströmt und somit auch beim Anfahren der Abfackelbrenner eine rauchlose Verbrennung erzielt wird.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung erläutert.

Sie zeigt einen Verbrennungsofen mit einer Ofenkammer 3, mit einem Ofenmantel 1 uiid einer Herdebene 2 sowie mit einer Vielzahl von Abfackelbrennern 4 auf der Herdebene 2. Ein Slabilisierrohr 5 ist in aufrechter Stellung im Zentrum der Herdebene 2 angeordnet und umschließt eine bestimmte Anzahl von Abfackeibrennern 4. Das Innere des Stabilisierrohrs, 5 dient als Innenkammer 6; der Zwischenraum zwischen dom Stabilisierrohr 5 und dem Ofenmantel 1 der Ofenkammer 3 dient als Außenkammer 7.

Die Ofenkammer 3 isi aus feuerfesten Ziegeln aufgebaut und auf der Außenseite mit einem Stahlblech abgedeckt. Anstelle von feuerfesten Ziegeln ist auch ein feuerfester Kunststoff brauchbar. Das Stabilisierrohr 5 besteht ebenfalls aus feuerfesten Ziegeln. Vorzugsweise macht der Durchmesser des Stabilisierrohrs 5 ein Viertel bis ein Halb des Durchmessers der Ofenkammer 3 aus.

Die Ofenkammer 3 steht auf einer Anzahl von Ständern 8. Der Unterteil der Ofenkammer 3 einschließlich der Ständer 8 ist mit einem bestimmten Abstand durch einen Abschirmmantei 9 zur Schalldämmung umgeben, der einen Schichtaufbau aus Eisenblech, Glaswolle und Schaumstoffplatten aufweist. Wenn man den Innendurchmesser des Ofenmantels 1 mit d, den Innendurchmesser des Abschirmmantels 9 mit D und die Höhe desselben mit H angibt, sollen die nachstehenden Beziehungen eingehalten werden:

D = 1,5 d ... 2,0 d, H = 0.5 d ... 1.0 d.

Der Abschirmmantei 9 stellt außerdem einen Schutz gegen Feuer und Wind dar. Zur Schalldämmung soll der Abschirmmantei 9 möglichst große Höhe und möglichst kleinen Innendurchmesser haben, so daß er der Ofenkammer 3 möglichst nahe kommt. Die umgekehrten Maßverhältnisse sind jedoch im Hinblick auf die Verbrennungsluftzufuhr einzuhalten. Die angegebenen Bemessungsbereiche stellen einen Kompromiß zwischen den einander widersprechenden Forderungen dar.

Auf einem Herd 2 sind achtundvierzig Abfackelbrenner 4 verteilt, was nicht in Einzelheiten dargestellt ist; drei dieser Abfackelbrenner 4 sind innerhalb der Innenkammer 6 vorgesehen.

An die Einlasse der Abgaszuführrohre 17 für die Innenkammer 6 ist eine erste Abgashauptleitung 44 mit einem ersten und einem zweiten Druckfühfer 42 bzw. 43 angeschlossen. Eine erste Dampfhauptleitung 46 mit einem Ventil 45, die an ein Dampfzentralrohr 57 angeschlossen ist, ist mit den Einlassen des Dampfzufuhrrohrs 22 der Innenkammer 6 verbunden. Eine zweite Abgashauptleitung 48 mit einem Ventil 47 zweigt von der ersten Abgashauptleiturg 44 ab und ist mit den Einlassen der Abgaszuführrohre 18 für die Außenkammer 7 verbunden. Eine zweite Dampfhauptleitung 50 mit einem Ventil 49 zweigt von der ersten Dampfhauptleitung 46 ab und ist mit den Einlassen für die Dampfzuführrohre 23 der Außenkammer 7 verbunden.

Der erste Druckfühler 42 ist über elektrische Schaltkreise mit dem Ventil 45 der ersten Dampfhauptleitung 45 verbunden. Der zweite Druckfühler 4? ist mit dem Ventil 47 der zweiten Abgashauptleitung 48 und dem Ventil 49 der zweiten Dampfhauptleitung 50 verbunden. Der erste Druckfühler 42 ist auf einen den Nullwert übersteigenden Ansprechdruck eingestellt. Der zweite Drucik^fiihler 43 ist im Sinne einer Öffnung der angeschlossenen Ventile 47, 49 bei einem höheren Druckweri als der Ansprechdruck des ersten Druckluhlers 42 eingestellt. Wenn also Abgas durch die erste Abgashauptleitung 44 einströmt, gibt der erste Druckfühler 42 zunächst über eine Leitung 51 ein Signal ab, das das Ventil 45 für die erste Dampfhauptleitung 46 öffnet. Anschließend gibt bei weiterem Druckanstieg der zweite Druckfühler 43 auf der Leitung 52 ein Signai ab, das das Ventil, 47 für die zweite Abgashauptleitung

48 und das Ventil 49 für die zweite Dampfhauptleitung 50 öffnet. Der zweite Druckfühler 43 ist so eingestellt, daß die Ventile 48, 49 bei einem kleinen Druckwert abgestellt werden, damit das Ventil 47 bei einem plötzliehen Druckabfall innerhalb der Abgashauptleitung 44 nicht abgesperrt wird, solange es noch geöffnet ist. Wenn die Abgaszufuhr durch die erste Abgashauptleitung 44 absinkt und ein Druckabfall auf einen Wert unterhalb des Einzelwertes des zweiten Druckfiihlers iff 43 eintritt, werden die Ventile 47 und 49 abgesperrt.

Innerhalb der Abfackelbrenner 4 strömt der Dampf früher als das Abgas aus, weil die Ventile 45,49 in den Dampfhauptleitungen 46, 50 in geringerem Abstand in Abgasströmungsrichtung von den Abfackelbrennern 4 als der erste Druckfühler 42 und das Ventil 47 der zweiten Abgashauptleitung 48 angeordnet sind.

Ein Abgaszentralrohr 55 von einer Abgasquelle ist in die erste Abgashauptleitung 44 und ein Abgasjj abzweigrohr 54 verzweigt, wobei letzteres Lu einem

Gasverschlußbehälter 53 führt. Vor dem Gasverschlußbehälter 53 führt ein Abgasabführrohr 56 zu einem anderen Verbrennungsofen, etwa einer Abfackelsäule, weiter, damit bei einer Abgaszufuhr durch das Abgaszentralrohr 55, die einen maximalen Durchflußwert entsprechend der Leistungsfähigkeit des Vcrbrennungsofens übersteigt, der Wasserabschluß innerhalb des Gasverschlußbehälters 53 durchbrochen wird und das überschüssige Abgas zu der weiteren Verbrennungseinrichtung strömt.

Die Abgase von chemischen Umsetzungsanlagen und dergleichen treten in stark wechselnden Mengen auf. Jedoch kann das Gas entsprechend der Zufuhrmenge, in der Innenkammer 6 allein, in der Innenkammer 6 und der Außenkammer 7 gemeinsam oder zusätzlich zu den Kammern (Innenkammer 6 und Außenkammer 7) auch in einer weiteren Verbrennungsvorrichtung verbrannt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Abfackelvorrichtung vom Bodenfackeltyp für brennbare Abgase mit einem die Ofenkammer s umschließenden Ofenmantel und einer Herdebene, in der über die Räche verteilt mehrere Abfackelbrenner angeordnet sind, die gruppenweise an von jeweils einer Abgashauptleitung abzweigenden Abgaszuführleitungen sowie insbesondere an von jeweils einer Dampfhauptleitung abzweigenden Dampfzuführleitungen angeschlossen sind, wobei die Abgashauptleitungen sowie gegebenenfalls die zugehörigen Dampfhauptleitungen jeweils getrennt voneinander druckabhängig gesteuert sind, dadurch gekennzeichnet, daß im Zentrum der Herdebene (2) ein aufrecht stehendes, eine erste Gruppe von gemeinsam gesteuerten Abfackelbrennern (4) umschließendes Stabilisierrohr (5) zur Aufteilung der Ofenkammer (3) in eine vom Stabilisierrohr (5;· umgebene Innenkammer (6) und eine vom Stabilisierrohr (5) und dem Ofenmantel (1) eingeschlossene Außenkammer (7) mit der zweiten Gruppe von gemeinsam gesteuerten Abfackelbrennern (4) angeordnet ist.

2. Abfackelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stabilisierrohr (5) aus feuerfesten Ziegeln besteht.

3. Abfackelvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Stabilisierrohr (5) einen Durchmesser hat, der ein Viertel bis ein Halb des Durchmessers der Ofenkammer (3) beträgt.

4. Abfackelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Abgashauptleitung (44) .ir die Gruppe von Abfackelbrennern (4) in der Innenkammer (6) mit einem ersten (42) und einem zweiten (43) Druckfühler und die erste Dampfhauptleitung (46) für die Gruppe von Abfackelbrennern (4) in der Innenkammer (6) mit einem Ventil (45) versehen sind, daß die zweite, von der ersten Abgashauptleitung (44) abzweigende Abgashauptleitung (48) für die Gruppe von Abfackelbrennern (4) in der Außenkammer (7) mit einem Ventil (47) und die zweite, von der ersten Dampfhauptleitung (46) abzweigende Dampfhauptleitung (50) für die Gruppe von Abfackelbrennern (4) in der Außenkammer (7) mit einem Ventil (49) versehen sind, wobei die Druckfühler (42,43) so eingestellt sind, daß beim Einströmen von Abgas in die erste Abgashauptleitung (44) 5fr der erste Druckfühler (42) ein Signal zum Öffnen des Ventils (45) in der ersten Dampfhauptleitung (46) und bei Erreichen eines höheren Druckwertes der zweite Druckfühler (43) ein Signal zum Öffnen des Ventils (47) in der zweiten Abgashauptleitung (48) und des Ventils (49) in der zweiten Dampfhauptleitung (50) abgibt.

5. Abfackelvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile (45, 49) in den Dampfhauptleitungen (46, 50) in geringerem Abstand bezüglich des Abgasströmungsweges von den Abfackelbrennern (4) als der erste Druckfühler (42) und das Ventil (47) der zweiten Abgashauptleitung (48) angeordnet sind.

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