DE7343871U

DE7343871U - Tauchbrennkammer

Info

Publication number: DE7343871U
Application number: DE7343871U
Authority: DE
Original assignee: L&C Steinmueller GmbH
Current assignee: Hitachi Zosen Inova Steinmueller GmbH
Publication date: 1974-07-11

Description

Gebrauchsraust eranmeldung

"Tauchbrennkamme r"

Sie Erfindung bezieht sich auf eine senkrechte Tauchbrennkammer mit rundem oder vieleckigcra Querschnitt mit mindestens einem an der Decke angeordneten Brenner für Zusatzbrennstoffe, mit im oberen Teil des Brennkatumermantels angeordneten Einspritzdüsen, über die brennbare oder nicht brennbare iiineralstoffhsltige Flüssigkeiten in d«s Hgtichgae der eingegeben werden sowie mit mindestens einem den Brentikaßitacrmantel mit Abstand umgebenden weiteren äußeren Mantel.

Flüssige Abfallstoffe der Industrie konnon nur selten ungareinigt abgeführt werden. Je nach der Zusammensetzung der flüssigen Abfallstoffe kann eine mechanische oder biologioche Behandlung die in ihnen enthaltenen Schadstoffe neutralisieren.

Bei einem Teil der flüssigen Abfallstoffe, insbesondere solche* mit hohen Gehalten an toxischen Stoffen und ölartigen, Mineralasche enthaltenden !Rückständen, scheidet eine mechanische und biologische Neutralisation aus. Es verbleibt für derartige Abfallflüssigkeiten nur noch die Verbrennung·

Für die Aufheizung einer Flüssigkeit ist bereits eine Tauchbrennkammer bekannt, die außen gekühlt wird. Die Kühlung dieser bekannten Brennkammer dient jedoch dem Zweck der besseren Wärmeausnutzung des Bauchgases über dem Kühlmantel·

Es ist eine Tauchbrennkammer bekannt, in der mineralstoff-

• · ti

haltige flüssige Abfallotoffe verbrannt werden können· Diese Kammer besitzt in der Decko einen Zusatzbrenner, in dessen

, Rs«chg»3*? 41« is^Jnm*« 1 «t©ffhe\ti«©« flüssigen Abfälle über

! Einspritzdüsen eingegeben werden. Die Brennkammer selbst ist

innenseitig ausgemauert und mündet mit einem sogenannten !Dauchrohr in ein Flüssigkeitsbad, über welches eine primäre Abscheidung der Ascheteilchen erfolgt.

Diese bekannte Tauchbrennkammer hat den Nachteil, daß in ihr nur solche flüssigen Abfälle verbrannt werden können, die in bezug auf den Werkstoff der Auskleidung reaktionsneutral sind. Damit ist aber das Einsatzgebiet dieser bekannten Tauchbrennkammer erheblich eingeengt.

Es ist anzustreben, eine Tauchbrennkammer konstruktiv so zu gestalten, daß sie für eine große Bandbreite von flüssigen Aöfsllstcffss sit toxischen ur>d ölart-igeDj Mineralasche enthaltenden Stoffen verwendbar ist. Dabei ist möglicherweise dem Umstand Rechnung zu tragen, daß die zu verbrennenden flüssigen Abfallstoffe gewinnbare Chemikalien enthalten, die , dem Hauptfabrikationsprozeß wieder zugeführt v/erden können.

Ausgehend von diesen Erfordernissen hat sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe gestellt, ei I'aucübremikammer zu schaffen, in der mineralstoffhaltige Flüssigkeiten so ver- " brennt werden können, daß im Falle

ä) reiner Abfallflüssigkeiten, deren Verbrenr-'ngsrückstände eine für die Umwelt unschädliche Wirkung besitzen;

b) bei Stoffen, einschließlich Abfällen mit rückgewinnbaren Bestandteilen,

diese nach der Verbrennung in einen rückgewinnbaren Zustand zu überführen·

Zur Losung dieser Aufgabe wird nach der Erfindung ein Tauchbrenner vorgeschlagen, der dadurch gekennzeichnet ist,

daß der Brennkamiaermantel innenseitig mit einer übnr Stifte gehaltenen keramischen Masse ausgekleidet ist und der äußere Kastei vos einem in einem Abstand angeordneten weiteren Hantel in konzentrischer Anordnung umgeben ist, und die freien Räume zwischen den Mänteln« von denen der äußere mit dem Verbrennungsluft gebläse \2nd der innere mit dem Luftkasten des Brenners» oder der Brenner verbunden ist, über einen im unteren Teil der Brennkammer liegenden Umlenkraum miteinander verbunden sind.

Um die Brennkammerauskleidung gegen aggressive Verbrennungs» rückstände und gegen Erosionserscheinungen unempfindlich zu machen, wird ferner vorgeschlagen, daß die Dicke der keramischen Masse so bemessen ist, daß deren höchste Temperatur unter der Schmelztemperatur der sich in der Rauchgas-Atmosphäre befindlichen Mineralstoffe liegt·

end b#i der im Vorhergehenden beschriebenen erfindungs- ! gemäßen Tauchbrennkammer-Kon ζ ept it ."«»Β vorwendete Kühlmir-

! tel Verbrennungsluft für die deckenseitigen Brenner ist,

j besteht die Möglichkeit, die Brennkammer auch anders zu

kühlen, dia u.U. einen anderen Aufbau des Brennkammevmantels

j bedingt.

Eine solche kühlseitig geänderte Konzeption der erfindungsgemäßen Tauchbrennkammer ist dadurch gekennzeichnet, daß der Brennkammermantel wiederum innenseitig mit einer über Stifte gehaltene keramischen Masse ausgekleidet ist, und der Mantel selbst nunmehr aus miteinander verechweißten senkrechten oder gewickelten, von einem Kühlmittel durchflossenes Kehren bestsht, und das Kühlmittelsystem über Rohrlei tungei, mit eisern Wärmetauscher verbunden ist·

Auch bei dieser geänderten Tauchbrennkammer ist es als erfindungswesentlich anzusehen, daß die Dicke der keramischen Masse so bemessen ist, daß deren höchste Temperatur unter der Schmelztemperatur der sich in der Rauchgas-Atmosphäre befindlichen Mineralstoffe liegt.

! Das von den Rauchgasen aufgeheizte Kühlmittel kann seine

Wärme in einem Wärmetauscher abgeben. Hierbei kann das wärmeaufnehmende Medium verschiedenartig sein. Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann der Verbren~ nungsluitstrom im Wärmetauscher s\ifsehci::t sein* Gesäß ein«=·*· anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann der Wärmetauscher im Zufuhrsystem der mxneralstoffhaltigen Flüssigkeit zur Brennkammer angeordnet sein.

Pur beide im Vorhergehenden genannten Methoden der Wärmeabgabe des Kühlmittels für die Brennkammer besteht die Möglichkeit, bei einem- Überangebot an Wärme des Wärmeträgers (Kühlmittel) diese Überschußwärme prozeßtechnisch anders zu verwerten, z.B. in einem anderen Wärmetauscher, der im Hauptfabrikationsprozeß eingeschaltet ist.

j Die Vorteile, die mit der erfindungsgemäßen Tauchbrennkessaer

j erreicht werden, bestehen darin, daß durch die Kühlung äes

j Brennkammermantels in Verbindung mit 5er Anpassung der IHeke

der keramischen Masse an die Schmelztemperatur der sich in der

j Hauchgas-Atmosphäre befindlichen Mineralstoff«, dl« Möglichkeit eines korrosions- und eroeionefesten Brennkatumerijssenräumes geschaffen wird. Während des Verbrannutjgjsprcaeeeee j verflüssigen sich infolge der hohen Temperatur die b«itnd~

liehen Innenteilchen und schlage» sich teilweise as fter InnoB- wand der Brennkenaior ab· Dos*t trrterret» ei« en des* Bmmkam™

»er-lnjienwaad infolge der intensive» tühlu/>g, wetoei jedoch die Dicke der Kruste durch dl« Ihr eugeardeete bediagt ist· Me sich »n der brenri»iemm*'-iui.-de Kruste stellt einen E hütieei.ir» rar li» Sr*iuii»*im«rwen<l dar, well die ereti»rrt*?i, fluaeie«n H: nur* I if, af f-i-. h iac ketal iahest koxTQSleaifne-atrtil eir.it. P»rft«r ist lic Irua'«? festlglteltsaiiltK an auff*b«u'^> , 4aft au aurh aroatonclkeaBeod wirkt, QSd **»ar dadurch, daß fortlaufend ο «u· flUaaig« fteluaelretiilehats 4ie adclicharwala« ebeetrnfenen eraetzeo· Damit 1st aber die Gewähr fUr eine I»nee Lnt>«nedeucr der Br«

* gleichseitig UU Kfigliehkeit geschaffen,

la ihrer SSusansansetsnog verschiedenartige flüssige Abfallstoffe asu verwenden. Nichteuletzt ist ein beachtlicher

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Kostenvorteil gegeben, weil die erfindungsgemäße Brennkammer weitgehend wartungsunanfällig ist. Auch der konstruktive Aufwand ist gegenüber den bekannten Tauchbrennkammern gering.

Anhand der in den Zeichnungen dargestellten Figuren ist

die Erfindung an zwei möglic-hen Ausiünrungsbeispielen g .und
YLm folgenden naher beschrieben.

Fig. 1 stellt eine erste mögliche Ausführungsform der

Erfindung und
Fig. 2 eine zweite mögliche Ausführungsform der Erfindung

dar.

Bei der in Figur 1 dargestellten AusfüiirungGform der erfindungsgemäßen Tauchbrennke.i^ner besteht der Brennkammer-

j mantel 1 aus einer Blechhaut mit Stiften, zwischen denen

eine keramische Masse 2 aufgetragen ist. Der Brennkammermantel 1 ist von einem ersten konzentrischen Mantel 3 und

! von einem zweiten konzentrischen Mantel 4 umgeben. Zwischen

j dem ersten äußeren Mantel 5 und dem Brennkammermantel 1

^: befindet sich ein freier Raum 5· Ein weiterer freier Eaum

; befindet sich zwischen dem zweiten äußeren Mantel 4 und

dem ersten äußeren Mantel 3· Der äußere freie Eaur. 6 ist

an den Luftverteilerkasten 7 angeschlossen, der seinerseits wiederum mit dem nicht veranschaulichten Verbrennungsluftgebläse verbunden ist. Der freie Raum 5 ist mit dem Luft

kasten 6 verbunden. Beide freien Räume 5 und 6 sind über

! einen im unteren Teil der Brennkammer liegenden Umlenk-

■ raum 9 miteinander verbunden.

In der Decke der Brennkammer ist der Muffelstein 10 eines im Luftkasten 8 befestigten Zu3ßtzbrenner£ angeordnet, dessen Lanze 11 von außen durch die Isolierung 12 bis in den Muffelstein 10 hineinragt. Im Muffelsteia 10 sitzt eine nicht veranschaulichte Luftdral]vorrichtung. Die brennbaren Aer nicht brennbaren mineralDtoffhalticen Flüssigkeiten werden über die Eincpritzeinrichtung 15 in die Brennkammer

eingeführt. Die Einspritzeinrichtung 13 ist von einem Schutzraum 14. welchc-r bis in die Brennkammer hineinragt, umgeben.

Die Temperatur der im Luftkasten befindlichen Verbrennungsluft wird über den Temperaturfühler 15 gemessen. Ein Sichtrohr 16 gibt die Möglichkeit' der Flammenbeobachtung bzw. Zündung. Mit 17 ist der Flammenfuhler bezeichnet. Die innere Blechhaut der Brennkammer ist im unteren Bereich nach innen busenartig 18 eingesogen und mit einer Tropfkante versehen: die Tropfkante ist nicht veranschaulicht· Im Anschluß an die busenartige Einsiehung 18 nach unten setzt sich das Tauchrohr 19-forty welches mit öffnungen 20 versehen ist» Das Tauchrohr 19 ist seinerseits von einem ringartigen Element 21 konzentrisch umgeben und taucht ebenfalls zusammen mit dem Tauchrohr 19 in das Wasserbad 22 ein. Das Wasserbad 22 befindet sich in einem Tauchbadbehälter 23) der außen Versteifungen 24 aufweist. Der Tauchbadbehälter 23 hat einen Ablauf 25 und einen Zulauf 26. Ferner ist ein Temperaturfühler 27 zur Messung der Wassertemperatur installiert. Anstelle des Wasserbades kann auch ein anderes Flüssigkeitsbad zum Einsatz kommen. Oberhalb des Wasser- bzw. Flüssig keitsbades befindet sich ein Rauchgas-Brüdenraum 28, aus dem die Rauchgase in einen Tropfenabscheider 29 strömen und anschließend über den Schornstein 30 entweichen. Oberhalb des Tropfenabscheiders 29 ist ein Rauchgas~Tempe=.aturfühler 31 installiert. Der Tauchbadbehälter 23 ist von außen über eine Einsteigetür 32 zugänglich.

Iii Figur 2 ist weitgehend schematisiert eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Brennkammer dargestellt.

j Der konstruktive Unterschied im Aufbau der Brennkammer be-

steht lediglich darin, daß der Brennkammermantel aus mit-

j einander verschweißten senkrechten oder gewickelten

Rohren besteht, die von einem Kühlmittel durchflossen sind.

Zum Brennkammerinnenraum hin ist wiederum eine keramische j Masse, die über Stifte gehalten ist, verwendet. Die Kühl-

rohre sind an Sammler 33 und 34 angeschlossen» Das aufgewärmte Kühlmittel gelangt in eine Trommel 35 und wird von hier aus über die Leitung 36 einem Wärmetauscher 37 zugeleitet, in dem eine Wärmeabgabe an über ein Gebläse 38 zugeführte Verbrennungsluft abgegeben wird. Die vorgewärmte Verbrennungsluft wird über die Leitung 39 dem schematisch dargestellten Brenner 40 zugeführt. Das Kühlmittel wird im geschlossenen Kreislauf geführt und nur in Bedarfsfällen über die Leitung 40 ergänzt. Für die Umwälzung des Kühlmittels wird eine Pampe 41 verwendet. Neben dem Wärmetauscher 37 kann noch ein weiterer Wärmetauscher 42 verwendet ν;erden, der dann zugeschaltet wird, wenn die Kühlmit

teltemperatur des erstrebte Soll im Wärmetauscher 37 nicht erreicht. Die über ein weiteres Gebläse 43 zugeführte Luft wird nach beendetem Wärmeaustausch über die Leitung 44 entweder in den Brüdenkamin 30 oder anderen Zwecken zugeführt. In der Leitung 36 ist ein Kondensomat 45 eingebaut, in dem die gasförmige von der flüssigen Phase des Kühlmittels getrennt wird.

Durch die aus der Brennkammer in das Flüssigkeitsbad 22 eintretenden Rauchgase wird dieses aufgeheizt. Prozeßtechnisch ist es notv/endig, die Badtemperatur weitgehend konstant zu halten bei einem Mindestaufwand an Verdampfung. Um dieses Ziel zu erreichen, wird die Badflüssigkeit über die Pumpe 46 mit Leitung 47 einem Wärmetauscher 48 zuge

führt. Die von der Badflüssigkeit im Wärmetauscher 48 abgegebene Wärme kann zur Aufheizung der in Leitung 49 zugeführten Abfallflüssigkeit dienen, welche dann über die Leitung 49' und eine nicht veranschaulichte Eindampfeinrichtung der Einspritzeinrichtung 13 zugeführt wird. Anstelle der Verwendung von Abfallflüssigkeit als wärmeaufnehmendes Medium kann über die Leitung 49 auch ein anderes wärmeaufnehmendes Medium -ugeführt werden.

Claims

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L. & C. Steinmüller GmbH. 527 Gummersbach, der 7.12.1973

Pa 7315 Gm 7309 Kl/S.

! Schutz an sp_rüche

j . 1) Senkrechte Tauchbrennkammer mit rundem oder vielecki-

j · gern Querschnitt, mit mindestens einem in der Decke

j angeordnetem Brenner für Zusatzbrennstoffe, mit im • . oberen Teil des Brennkammermantels angeordneten Ein-

i spritzdüsen über die brennbare oder nicht brennbare

j mineralstoffhaltige Flüssigkeiten in das Rauchgas

! der Zusatzbrenner eingegeben werden sowie mit min-

i destens einem den Brennkammermantel mit Abstand um-

! gebenden weiteren äußeren Mantel, dadurch

I gekennzeichnet, daß der Brennkammer

j manl3l (1) innenseitig mit einer über Stifte gehal-

J tenen keramischen Masse (2) ausgekleidet ist und der

j äußere Mantel (3) von einem in einem Abstand angeord»

t neten weiteren Mantel (4·) in konzentrischer Anordnung

i umgeben ist und die freien Räume (5»6) zwischen den

j Mänteln (3*4·), von denen der äußere (4) mit dem Ver-

_t brennungsluftgebläse und der innere (3) mit dem Luft·-

i kasten (8) des oder der Brenner verbunden ist, über

i einen im unteren Teil der Brennkammer liegenden TJib-

I lenkraum (9) miteinander verbunden sind.

Z) Senkrechte Tauchbrennkammer mit runden, oder vieleckigem Querschnitt, mit mindestens einem in der Decke angeordneten Brenner für Zusatzbrennstoffe, im oberen Teil des Brennkammermantels angeordneten Einspritzdüsen, über die brennbare oder nicht brennbare mineralstoffhaltige Flüssigkeiten in das Rauchgas der Zusatzbrenner eingegeben werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennkammermantel (1) innenseitig mit einer über Stifte gehaltenen keronischen Masse (2) ausgekleidet ist und aus miteinander verschweißten senkrechten oder gewickelten, von einem

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Kühlmittel durchflossenen Rohren besteht und das Kühlmittelsystem über Rohrleitungen mit einem Wärmetauscher verbunden ist.

3) Tauchbrennkammer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der keramischen Masse (2) so bemessen ist, daß deren höchste Temperatur unter der Schmelztemperatur der sich in der Rauchgas-Atmosphäre befindlichen Mineralstoffe liegt.

4) Tauchbrennkammer nach Anspruch 2, d a d u r c i> ge

kennzeichnet, daß der Wärmetauscher im Verbrennungsluft strom angeordnet ist.

5) Tauchbrennkammer nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, daß der Wärmetauscher in Zufuhrsystem der mineralstoffhaltigen Plüssigkeiten zur Brennkammer angeordnet ist.