EP0392368A2 - Installation for combustible waste gas incineration - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- 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
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- A62C—FIRE-FIGHTING
- A62C4/00—Flame traps allowing passage of gas but not of flame or explosion wave
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- F23D—BURNERS
- 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
Definitions
- the present invention relates to a plant for the combustion of flammable exhaust gases, in particular ethylene oxide. It also relates to a device for the combustion of flammable exhaust gases, in particular ethylene oxide, and to a flame arrester.
- the flame arrestors known in the prior art have the disadvantage that they are extremely heavy, large, and complicated to disassemble and clean, and some are not suitable for all gases. Furthermore, the filler, also called filling, is not visible in any flame flashback protection.
- the gas connections can also have a small diameter.
- a plant for the combustion of flammable exhaust gases, in particular ethylene oxide, is also to be made available.
- the invention is characterized by the features in the independent claims. Preferred embodiments are defined in the dependent claims.
- FIGS. 1 to 4 A preferred device according to the invention is described below, reference being made to FIGS. 1 to 4. Embodiments as defined in the claims are normally no longer repeated.
- the burner head 1 preferably consists of a chrome steel disk 13 with a welded-on, 1 1/2 "(45.5 mm internal thread) chrome steel threaded sleeve 14.
- the bracket 15 for the gas mixing nozzle 3 is welded into the chrome steel disk 13, preferably eccentrically.
- the bracket 15 serves at the same time as connection for the preferred 3/8 "(16.5 mm internal thread) ethylene oxide feed pipe thread.
- two openings 16 and 17 for the ignition electrode 4 and for the ionization electrode 7 are present in the chrome steel disk 13.
- the chrome steel threaded sleeve 14 has at least one side opening 20 for secondary air.
- the bracket 15 has a fastening screw 18 for the gas mixing nozzle 3 in the upper end.
- the gas mixing nozzle 3 has a drilled throttle screw 10 in the center.
- the flame tube 5 with 1 1/2 "(45.5 mm) external thread is preferably 150 mm long.
- the outlet openings 6 in the flame tube 5 can have any shape, such as circles, triangles, squares, etc., ellipses, ovals or elongated slots. Circular outlet openings 6 are preferred for reasons of cost and simplicity in manufacture.
- the axial bore 12 in the flame tube 5 is therefore preferably provided so that the flame is "softer" both when igniting and when the ethylene oxide concentration is high. If this axial bore 12 is missing, the flame in the upper part of the flame tube 5 gets too high a speed.
- the flame tube 5 is normally made of refractory metal, e.g. B. Kantal, while the other parts of the device according to the invention usually made of chrome steel, z. B. V4A exist.
- the millings 8 and bores 9 present in the gas mixing nozzle 3 bring about an optimal mixing of air and ethylene oxide.
- the flame is preferably monitored with an ionization electrode 7.
- ionization only occurs when there is a flame.
- a direct current flows in the micro-ampere range between the flame and the surrounding flame tube. This current can be used for the precise control of the flame.
- a complete system according to the invention in the sense of an illustrative embodiment for the combustion of metered amounts of ethylene oxide can be put together as follows: A gas stream, which can consist of air or an air / ethylene oxide mixture or of ethylene oxide, is ignited by a flame kickback protection 19 passed. This prevents possible reignition.
- This flame arrester 19 is expediently designed so that the gas stream mentioned, for. B. originating from a sterilization device, can flow more or less unhindered to the inventive device. This ensures that no undesirable pressure can build up in the feed line 2, which could influence, inter alia, the function of an upstream sterilization device.
- a pressure switch 21 also called a pressure sensor, is located between the flame arrester 19 and the device according to the invention.
- This pressure switch 21 is set such that it detects any pressure changes. Every pressure change is forwarded as a digital signal.
- This voltage is fed to an ignition transformer 22, which in turn keeps the ignition electrode 4 under permanent ignition until there is no longer any flow pressure.
- a manometer can be installed. This manometer serves the primary setting of the pressure switch 21 and the visual display.
- ethylene oxide is now present in the gas stream, it is ignited and burns immediately, and until the combustible mixture of ethylene oxide and air no longer comes from the feed line 2. A few seconds after the ignition, the flame tube 5 is already heated to temperatures above 500 ° C. and glows. When the gas flow is no longer combustible, traces of ethylene oxide ignite on the outer surface of the heated flame tube 5. Since the permanent ignition is still in operation, after a possible temporary drop in the concentration of ethylene oxide, it is automatically ignited again when the concentration of ethylene oxide returns is big enough.
- This system described above is preferably housed in a weatherproof cabinet.
- This cabinet can be mounted on a facade as well as on a roof.
- the flame tube 5 can optionally be covered with a fire arrester with air supply slots.
- Important functions that take place in the system, as well as in the device according to the invention, can be carried out by means of a separate control device, e.g. located directly next to a sterilization device.
- the flanges 33 and 34 preferably have a circular diameter of at least 120 mm, a thickness of at least 12 mm, an outside central elevation 43 of at least 5 mm, and a central bore 36 of 1/2 "(18.8 mm).
- the recesses 37 for the sealing rings 38 are preferably at least 1 mm deep, and the frustoconical recesses 35 preferably run at an angle of at least 15 ° .
- the hollow cylinder 32 preferably has a length of at least 95 mm, a wall thickness of at least 5 mm and an inner diameter of 70 mm.
- the grain size of the packing 31, preferably silicon carbide, is selected depending on the required and / or legally prescribed gap width.
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anlage für die Verbrennung von brennbaren Abgasen, insbesondere Ethylenoxyd. Sie betrifft auch eine Vorrichtung für die Verbrennung von brennbaren Abgasen, insbesondere Ethylenoxyd, sowie eine Flammenrückschlagsicherung.The present invention relates to a plant for the combustion of flammable exhaust gases, in particular ethylene oxide. It also relates to a device for the combustion of flammable exhaust gases, in particular ethylene oxide, and to a flame arrester.
Die Sterilisation von Gegenständen, insbesondere in der Mikrobiologie und in Spitälern, mit Hilfe von Ethylenoxyd ist bestens bekannt. Bislang wurde gegen Schluss einer Sterilisation das im jeweiligen Sterilisationssystem enthaltene Ethylenoxydgas einfach in die Atmosphäre abgelassen. Es ist erkannt worden, dass diese Art von Gasentfernung nicht umweltfreundlich ist. Es wurde deshalb versucht, das zu entsorgende Ethylenoxyd zu verbrennen, weil sich dies aus Kostengründen aufdrängt. Wegen der hohen Explosionsgefahr von Ethylenoxyd sind bis jetzt noch keine konkreten technischen Lösungsvorschläge für die Verbrennung von Ethylenoxyd gemacht worden.The sterilization of objects, especially in microbiology and in hospitals, with the help of ethylene oxide is well known. So far, towards the end of a sterilization, the ethylene oxide gas contained in the respective sterilization system was simply released into the atmosphere. It has been recognized that this type of gas removal is not environmentally friendly. Attempts have been made to burn the ethylene oxide to be disposed of because this is necessary for cost reasons. Due to the high risk of explosion of ethylene oxide, no concrete technical solutions for the combustion of ethylene oxide have yet been made.
Die im Stand der Technik bekannten Flammenrückschlagsicherungen haben den Nachteil, dass sie äusserst schwer , gross, sowie kompliziert zu zerlegen und zu reinigen sind und teilweise nicht für alle Gase geeignet sind. Ferner ist in keiner Flammenrückschlagsicherung der Füllkörper, auch Füllung genannt, sichtbar.The flame arrestors known in the prior art have the disadvantage that they are extremely heavy, large, and complicated to disassemble and clean, and some are not suitable for all gases. Furthermore, the filler, also called filling, is not visible in any flame flashback protection.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine einfache, billige und absolut sicher arbeitende Vorrichtung für die Verbrennung von Ethylenoxyd zur Verfügung zu stellen. Ebenso soll mit dieser Vorrichtung das zu verbrennende Ethylenoxyd nahezu vollständig, d.h. zu mehr als 90%, verbrannt werden.It is an object of the present invention to provide a simple, inexpensive and absolutely safe device for the combustion of ethylene oxide. Likewise, with this device, the ethylene oxide to be burned should be almost completely, i.e. more than 90% burned.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine einfache, billige, leicht zu demontierende und leicht zu reinigende, sowie absolut sicher arbeitende Flammenrückschlagsicherung für sämtliche Gase, einschliesslich Wasserstoff und Ethylenoxyd, zur Verfügung zu stellen. Der Füllkörper soll, wenn dies gewünscht ist, auch sichtbar sein. Ebenso können die Gasanschlüsse einen kleinen Durchmesser aufweisen.It is a further object of the present invention to provide a simple, cheap, easy to disassemble and clean, and absolutely safe flame arrester for all gases, including hydrogen and ethylene oxide. If desired, the packing should also be visible. The gas connections can also have a small diameter.
Ferner soll eine Anlage für die Verbrennung von brennbaren Abgasen, insbesondere Ethylenoxyd, zur Verfügung gestellt werden. Die Erfindung ist durch die Merkmale in den unabhängigen Ansprüchen gekennzeichnet. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.A plant for the combustion of flammable exhaust gases, in particular ethylene oxide, is also to be made available. The invention is characterized by the features in the independent claims. Preferred embodiments are defined in the dependent claims.
Nachfolgend werden die Figuren 1 bis 4 beschrieben.
Figur 1 zeigt einen Querschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung.Figur 2 zeigt einen Querschnitt durch die in die einzelnen Teile zerlegte Gasmischdüse.Figur 3 zeigt eine mögliche Darstellung einer vollständigen, in einen Schrank eingebauten Verbrennungsanlage.- Figur 4 zeigt einen Querschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Flammenrückschlagsicherung.
- Figure 1 shows a cross section through a preferred embodiment of the inventive device.
- Figure 2 shows a cross section through the gas mixing nozzle disassembled into the individual parts.
- Figure 3 shows a possible representation of a complete incinerator installed in a cabinet.
- FIG. 4 shows a cross section through a preferred embodiment of the flame flashback device according to the invention.
Im Folgenden wird eine bevorzugte erfindungsgemässe Vorrichtung beschrieben, wobei auf die Figuren 1 bis 4 verwiesen sei. Dabei werden Ausführungsformen, wie sie in den Ansprüchen definiert sind, normalerweise nicht mehr wiederholt.A preferred device according to the invention is described below, reference being made to FIGS. 1 to 4. Embodiments as defined in the claims are normally no longer repeated.
Der Brennerkopf 1 besteht vorzugsweise aus einer Chromstahlscheibe 13 mit aufgeschweisster, 1 1/2" (45,5 mm Innengewinde) Chromstahlgewindemuffe 14. In die Chromstahlscheibe 13 ist, vorzugsweise exzentrisch, die Halterung 15 für die Gasmischdüse 3 eingeschweisst. Die Halterung 15 dient gleichzeitig als Anschluss für das bevorzugte 3/8" (16,5 mm Innengewinde) Ethylenoxyd-Zufuhr-Rohrgewinde. Ferner sind in der Chromstahlscheibe 13 zwei Oeffnungen 16 und 17 für die Zündelektrode 4 und für die Ionisationselektrode 7 vorhanden. Die Chromstahlgewindemuffe 14 weist wenigstens eine Seitenöffnung 20 für Sekundärluft auf.The
Die Halterung 15 weist im oberen Ende eine Befestigungsschraube 18 für die Gasmischdüse 3 auf.The
Die Gasmischdüse 3 weist im Zentrum eine gebohrte Drosselschraube 10 auf.The gas mixing
Das Flammenrohr 5 mit 1 1/2" (45,5 mm) Aussengewinde ist vorzugsweise 150 mm lang.The
Die Austrittsöffnungen 6 im Flammenrohr 5 können jede beliebige Form haben, wie etwa Kreise, Dreiecke, Vierecke etc., Ellipsen, Ovale oder längliche Schlitze. Aus Kostengründen und der Einfachheit halber bei der Herstellung sind kreisförmige Austrittsöffnungen 6 bevorzugt.The
Die axiale Bohrung 12 im Flammenrohr 5 ist vorzugsweise deshalb vorhanden, damit die Flamme sowohl beim Zünden, als auch bei grosser Ethylenoxyd-Konzentration "weicher" ist. Fehlt diese axiale Bohrung 12, so bekommt die Flamme im oberen Teil des Flammenrohrs 5 eine zu hohe Geschwindigkeit.The
Das Flammenrohr 5 ist normalerweise aus feuerfestem Metall, z. B. Kantal, gefertigt, währenddem die übrigen Teile der erfindungsgemässen Vorrichtung gewöhnlich aus Chromstahl, z. B. V4A, bestehen.The
Die in der Gasmischdüse 3 vorhandenen Ausfräsungen 8 und Bohrungen 9 bewirken eine optimale Durchmischung von Luft und Ethylenoxyd.The
Die Flamme wird vorzugsweise mit einer Ionisationselektrode 7 überwacht. Bekanntlich tritt eine Ionisation nur dann auf, wenn eine Flamme vorhanden ist. Zwischen Flamme und umgebendem Flammenrohr fliesst ein Gleichstrom im Mikro-Ampèrebereich. Dieser Strom kann für die genaue Kontrolle der Flamme ausgenützt werden.The flame is preferably monitored with an ionization electrode 7. As is well known, ionization only occurs when there is a flame. A direct current flows in the micro-ampere range between the flame and the surrounding flame tube. This current can be used for the precise control of the flame.
Eine komplette erfindungsgemässe Anlage im Sinne eines illustrativen Ausführungsbeispieles für die Verbrennung von dosierten Mengen an Ethylenoxyd kann wie folgt zusammengestellt sein:
Ein Gasstrom, welcher aus Luft oder aus einem Luft/Ethylenoxydgemisch oder aus Ethylenoxyd bestehen kann, wird über eine Flammen rückschlagsicherung 19 geleitet. Damit wird eine mögliche Rückzündung verhindert. Diese Flammenrückschlagsicherung 19 ist zweckmässig so konzipiert, dass der genannte Gasstrom, z. B. aus einem Sterilisationsgerät stammend, mehr oder weniger ungehindert zur erfindungsgemässen Vorrichtung strömen kann. Damit wird erreicht, dass sich in der Zufuhrleitung 2 kein unerwünschter Druck aufbauen kann, welcher u. a. die Funktion eines vorgeschalteten Sterilisationsgerätes beeinflussen könnte.A complete system according to the invention in the sense of an illustrative embodiment for the combustion of metered amounts of ethylene oxide can be put together as follows:
A gas stream, which can consist of air or an air / ethylene oxide mixture or of ethylene oxide, is ignited by a
Zwischen der Flammenrückschlagsicherung 19 und der erfindungsgemässen Vorrichtung befindet sich ein Druckwächter 21, auch Drucksensor genannt. Dieser Druckwächter 21 ist derart eingestellt, dass er jegliche Druckveränderungen feststellt. Jede Druckveränderung wird als digitales Signal weitergeleitet. Diese Spannung wird einem Zündtransformator 22 zugeführt, welcher seinerseits die Zündelektrode 4 so lange unter Dauerzündung hält, bis kein Fliessdruck mehr ansteht.A
Neben dem Druckwächter 21 kann ein Manometer installiert sein. Dieses Manometer dient der primären Einstellung des Druckwächters 21 und der visuellen Anzeige.In addition to the
Ist nun im Gasstrom genügend Ethylenoxyd vorhanden, so wird dieses entzündet und brennt sofort, und zwar so lange, bis aus der Zufuhrleitung 2 kein brennbares Gemisch aus Ethylenoxyd und Luft mehr kommt. Einige Sekunden nach der Zündung ist das Flammenrohr 5 bereits auf Temperaturen über 500o C erhitzt und glüht. Wenn der Gasstrom nicht mehr brennbar ist, so entzünden sich Spuren von Ethylenoxyd an der äusseren Oberfläche des erhitzten Flammenrohres 5. Da die Dauerzündung immer noch in Betrieb ist, wird nach einem möglichen temporären Konzentrationsabfall an Ethylenoxyd automatisch wieder gezündet, wenn die Konzentration an Ethylenoxyd wieder gross genug ist.If sufficient ethylene oxide is now present in the gas stream, it is ignited and burns immediately, and until the combustible mixture of ethylene oxide and air no longer comes from the
Diese oben beschriebene Anlage ist vorzugsweise in einem witterungsbeständigen Schrank untergebracht. Dieser Schrank kann sowohl an einer Fassade als auch auf einem Dach montiert werden. Das Flammenrohr 5 kann gegebenenfalls mit einem Feuerscheindämpfer mit Luftzufuhrschlitzen abgedeckt sein.This system described above is preferably housed in a weatherproof cabinet. This cabinet can be mounted on a facade as well as on a roof. The
In der Anlage, wie auch in der erfindungsgemässen Vorrichtung ablaufende wichtige Funktionen, können mittels einem separaten Kontrollgerät, welches sich z.B. unmittelbar neben einem Sterilisationsgerät befindet, überwacht werden.Important functions that take place in the system, as well as in the device according to the invention, can be carried out by means of a separate control device, e.g. located directly next to a sterilization device.
Im Folgenden wird eine bevorzugte erfindungsgemässe Flammenrückschlagsicherung unter Bezug auf Figur 4 beschrieben. Ausführungsformen, wie sie in den Ansprüchen definiert sind, werden dabei normalerweise nicht mehr wiederholt.A preferred flame arrester according to the invention is described below with reference to FIG. 4. Embodiments as defined in the claims are normally no longer repeated.
Die Flansche 33 und 34 weisen vorzugsweise einen kreisförmigen Durchmesser von mindestens 120 mm, eine Dicke von mindestens 12 mm, eine aussenseitige zentrale Erhöhung 43 von mindestens 5 mm, sowie eine zentrale Bohrung 36 von 1/2" (18,8 mm) auf. Die Ausdrehungen 37 für die Dichtungsringe 38 sind vorzugsweise mindestens 1 mm tief. Die kegelstumpfförmigen Ausnehmungen 35 verlaufen vorzugsweise in einem Winkel von wenigstens 15o.The
Der Hohlzylinder 32 weist vorzugsweise eine Länge von wenigstens 95 mm, sowie eine Wanddicke von mindestens 5 mm und einen Innendurchmesser von 70 mm auf.The hollow cylinder 32 preferably has a length of at least 95 mm, a wall thickness of at least 5 mm and an inner diameter of 70 mm.
Selbstverständlich können, wenn ein grösserer oder ein kleinerer Gasdurchsatz gewünscht ist, grössere oder kleinere Dimensionen der erfindungsgemässen Vorrichtung hergestellt werden.Of course, if a larger or a smaller gas throughput is desired, larger or smaller dimensions of the device according to the invention can be produced.
Die Körnung des Füllkörpers 31, vorzugsweise Siliciumcarbid, wird je nach erforderlicher und/oder gesetzlich vorgeschriebener Spaltweite ausgewählt.The grain size of the packing 31, preferably silicon carbide, is selected depending on the required and / or legally prescribed gap width.
Claims (17)
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH1296/89 | 1989-04-08 | ||
CH1295/89 | 1989-04-08 | ||
CH129689A CH680194A5 (en) | 1989-04-08 | 1989-04-08 | Combustion device for combustible gases |
CH129589 | 1989-04-08 |
Publications (2)
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EP0392368A2 true EP0392368A2 (en) | 1990-10-17 |
EP0392368A3 EP0392368A3 (en) | 1991-12-11 |
Family
ID=25687230
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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EP19900106567 Withdrawn EP0392368A3 (en) | 1989-04-08 | 1990-04-05 | Installation for combustible waste gas incineration |
Country Status (1)
Country | Link |
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EP (1) | EP0392368A3 (en) |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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