DE2758819A1 - Verfahren und vorrichtung zum einleiten von explosiblen gasen in einen brennraum - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum einleiten von explosiblen gasen in einen brennraumInfo
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- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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- F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
- F23D14/46—Details, e.g. noise reduction means
- F23D14/72—Safety devices, e.g. operative in case of failure of gas supply
- F23D14/82—Preventing flashback or blowback
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- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G7/00—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
- F23G7/06—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases
- F23G7/061—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases with supplementary heating
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Description
3 HOE 77/F
Bei vielen Prozessen entstehen Gase bzw. Gasgemische, die aufgrund ihrer Zusammensetzung explosibel sind. Im Folgenden
soll unter dem Begriff "explosible Gase" reine Gase und Mischungen verschiedener Gase verstanden werden. Solche explosiblen
Gase sind zum Beispiel lösungsmittelhaltige Abluft aus Lackierbetrieben oder schwefelkohlenstoffhaltige Abluft aus
Viskosebetrieben. Bisher wurden diese explosiblen Gase oft ungereinigt in die Atmosphäre geleitet. Diese Möglichkeit
wird durch Emissions-Auflagen jedoch weitgehend eingeschränkt.
Es ist bekannt, die brennbaren Anteile explosibler Gase in Waschkolonnen mit Hilfe geeigneter Waschmittel zu absorbieren.
Ein wesentlicher Nachteil dieses Verfahrens ist die aufwendige Regenerierung des Waschmittels.
Es ist weiterhin bekannt, solche explosiblen Gase in A.dsorptionstürmen
zu reinigen. Nachteilig sind hier die Gefahr der Selbstentzündung des Adsorbens bei hoher Beladung und die
hohen Regenerationskosten.
Weiterhin bekannt sind verschiedene Möglichkeiten, explosible Gase zu verbrennen:
1. Verdünnen der Gase mit Luft oder Inertgas, so daß die Zusammensetzung außerhalb des Explosionsbereiches liegt.
Diese Lösung erfordert einen hohen Energieaufwand für die Verbrennung des Armgases.
2. Einleiten der explosiblen Gase mit hoher Geschwindigkeit in eine Brennkammer, um ein Rückzünden zu verhindern.
Dieses Verfahren ist nur über einen hohen Meß- und Regelaufwand möglich. Außerdem ist bei Störungen in der Anlage
mit Explosionen zu rechnen.
3. Einleiten der explosiblen Abgase unter die Oberfläche einer in der Brennkammer eingebauten Wassertauchung. Dieses
Verfahren hat den Nachteil, daß ein relativ hoher Wasseranteil ständig verdampft (Wärmeenergieverlust) und ersetzt werden muß.
Die Aufgabe zu vorliegender Erfindung bestand demnach darin,
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ein Verfahren zu schaffen, nach dem explosible Gase unter Vermeidung
von Rückzündungen in einen Brennraum eingeleitet werden können.
Es bestand ferner die Aufgabe, eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen.
Zur Lösung der Aufgabe wurde ein Verfahren gefunden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man das explosible Gas räumlich
in Vo lumene leinen te aufteilt,, so daß in ihnen kein Gasanteil
einen Wandabstand aufweist, der seinen Löschabstand überschreitet, und das explosible Gas anschließend in den Brennraum
einleitet.
Es kann zweckmäßig sein, das in Volumenelemente aufgeteilte explosible Gas zu kühlen, z.B. mit der für das Verbrennen
erforderlichen Luft. Es kann ferner zweckmäßig sein, das explosible Gas vor seiner Aufteilung durch eine Tauchvorlage
zu leiten.
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß in einem rohrförmigen Gehäuse ein Rohrbündel,
dessen Rohre einen Innendurchmesser von höchstens dem doppelten Löschabstand der explosiblen Gase aufweisen, angeordnet
ist. Es kann vorteilhaft sein, daß das Gehäuse teilweise
doppelwandig ausgebildet ist und das Rohrbündel in einen Distanzring mündet an den sich ein gasdurchlässiger Strahlenschutz
anschließt und dessen Mantel mit öffnungen versehen ist, die mit dem Hohlraum der Doppelwand in Verbindung stehen.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird mit Hilfe von Figur 1
und die Vorrichtung mit Hilfe von Figur 2 beispielsweise näher erläutert.
Die explosiblen Gase werden über Leitung 1 und einer Gasverteilereinrichtung
5 einer Tauchvorlage 2 zugeführt. Die Tauchvorlage 2 kann aus einem mit einer geeigneten Flüssigkeit,
vorzugsweise mit Wasser gefüllten zylindrischen Gefäß
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bestehen. Zur Vermeidung von Kanalbildung durch die aufsteigenden Gasblasen ist die Tauchvorlage entsprechend zu
dimensionieren, über Leitung 3 und die Einleitvorrichtung 4
gelangt das explosible Gas schließlich in die Brennkammer 6, die gegebenenfalls mit einem Hilfsbrenner 7 ausgerüstet sein
kann. 8 symbolisiert den Kamin für die Rauchgase. Die Einleitvorrichtung 4 besteht aus einem rohrförmigen, teilweise doppelwandigen
Gehäuse 9, in dem ein Rohrbündel 10 angeordnet ist. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, die explosiblen Gase
laminar strömen zu lassen. Berücksichtigt man, daß der maximale Rohrdurchmesser dem doppelten Löschabstand entsprechen
darf und durch die laminare Strömung die maximale Gasgeschwindigkeit im Rohr und damit die pro Zeiteinheit
durchlaufende Gasmenge festgelegt ist, läßt sich daraus die notwendige Anzahl der Rohre für eine bestimmte durchzuleitende
Gesamtgasmenge berechnen. Das Rohrbündel 10 mündet in einen Distanzring 11. Der Mantel des Distanzringes 11 ist mit
öffnungen 12 versehen. An den Distanzring 11 schließt sich ein gasdurchlässiger Strahlenschutz 13, z.B. ein trichterförmiger
Drahtsiebkegel, an, der eine Erwärmung des Rohrbündels durch Strahlung aus der Brennkammer verhindert. Um unzulässige Erwärmung
der Rohre zu verhindern, können diese zusätzlich gekühlt werden. Hierfür kann zweckmäßig ein Teil der für die Verbrennung
notwendigen Verbrennungsluft verwendet werden, über die öffnungen
12 kann Verbrennungsluft in das trichterförmige Gebilde
13 gelangen, wodurch dieses ebenfalls gekühlt wird.
Die Länge der Rohre
muß mindestens der Spaltlänge entsprechen, bei der der Löschabstand
der explosiblen Gase bestimmt worden ist. Rohrlängen von mindestens 2,5 cm haben sich als brauchbar erwiesen. Die
erfindungsgemäße Einleitvorrichtung 4 kann so an die Brennkammer 6 angeschlossen sein, daß das explosible Gas entweder
horizontal oder axial in dieselbe einströmt.
14 deutet den Einlaß der Verbrennungsluft in den Hohlraum 15 des Doppelmantels 9 an. 16 die Hülse für das Rohrbündel 10 und
17 die Halterung, die das Rohrbündel 10 in der Einleitvorrichtung in seiner Lage hält.
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Mit drei Einleitvorrichtungen, deren Rohrbündel je 1500 Rohre enthalten, die einen Durchmesser von einem Millimeter und
eine Länge von 20 cm aufweisen, werden entsprechend dem oben beschriebenen Verfahren 400 Nm3/h eines explosiblen Gases,
das 4 Vol.-% Dimethyläther, 2 Vol.-% Methanol, 2 Vol.-% Wasserdampf
und 9 2 Vol.-% Luft enthält, in den Brennraum eingeleitet und verbrannt. Nach Drosselung der Gasmenge auf 0 Nm3/h wird
die Flamme rückschlagfrei in den Einleitvorrichtungen gelöscht.
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Leerseite
Claims (6)
- Verfahren und Vorrichtung zum Einleiten von explosiblen Gasen in einen BrennraumPATENTANSPRÜCHE:Verfahren zum Einleiten explosibler Gase in einen Brennraum, dadurch gekennzeichnet, daß man das Gas räumlich in Volumenelemente aufteilt, so daß in ihnen kein Gasanteil einen Wandabstand aufweist, der seinen Löschabstand überschreitet und die so aufgeteilten Gasvolumina in den Brennraum einleitet.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das in Volumenelemente aufgeteilte Gas kühlt.
- 3. Verfahren nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß man das in Volumenelemente aufgeteilte Gas mit Verbrennungsluft kühlt.
- 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man das explosible Gas vor seiner Aufteilung in Volumenelemente durch eine Tauchvorlage leitet.
- 5. Vorrichtung zum Einleiten explosibler Gase in einen Brennraum, dadurch gekennzeichnet, daß in einem rohrförmigen Gehäuse ein Rohrbündel, dessen Rohre einen Innendurchmesser von höchstens dem doppelten Löschabstand der explosiblen Gase aufweisen, angeordnet ist.
- 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse teilweise doppelwandig ausgebildet ist und das Rohr-909828/00772758813HOE 77/F 267bündel in einen Distanzring mündet, an den sich ein gasdurchlässiger Strahlenschutz anschließt und dessen Mantel mit öffnungen versehen ist, die mit dem Hohlraum der Doppelwand in Verbindung stehen.909828/0077
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