NO865270L - Fremgangsmaate og anordning for aa frembringe en gassfase med hoey temperatur. - Google Patents

Fremgangsmaate og anordning for aa frembringe en gassfase med hoey temperatur.

Info

Publication number
NO865270L
NO865270L NO865270A NO865270A NO865270L NO 865270 L NO865270 L NO 865270L NO 865270 A NO865270 A NO 865270A NO 865270 A NO865270 A NO 865270A NO 865270 L NO865270 L NO 865270L
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
gas
zone
combustion
phase
specified
Prior art date
Application number
NO865270A
Other languages
English (en)
Other versions
NO865270D0 (no
Inventor
Francois Prudhon
Original Assignee
Rhone Poulenc Chim Base
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rhone Poulenc Chim Base filed Critical Rhone Poulenc Chim Base
Publication of NO865270D0 publication Critical patent/NO865270D0/no
Publication of NO865270L publication Critical patent/NO865270L/no

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J12/00Chemical processes in general for reacting gaseous media with gaseous media; Apparatus specially adapted therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/26Nozzle-type reactors, i.e. the distribution of the initial reactants within the reactor is effected by their introduction or injection through nozzles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J12/00Chemical processes in general for reacting gaseous media with gaseous media; Apparatus specially adapted therefor
    • B01J12/005Chemical processes in general for reacting gaseous media with gaseous media; Apparatus specially adapted therefor carried out at high temperatures, e.g. by pyrolysis
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J19/2405Stationary reactors without moving elements inside provoking a turbulent flow of the reactants, such as in cyclones, or having a high Reynolds-number
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B5/00Water
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B7/00Halogens; Halogen acids
    • C01B7/01Chlorine; Hydrogen chloride
    • C01B7/012Preparation of hydrogen chloride from the elements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C3/00Combustion apparatus characterised by the shape of the combustion chamber
    • F23C3/006Combustion apparatus characterised by the shape of the combustion chamber the chamber being arranged for cyclonic combustion
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C6/00Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion
    • F23C6/04Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion in series connection
    • F23C6/045Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion in series connection with staged combustion in a single enclosure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D14/00Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/46Details, e.g. noise reduction means
    • F23D14/62Mixing devices; Mixing tubes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/32Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor the waste being subjected to a whirling movement, e.g. cyclonic incinerators
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008Controlling the process
    • B01J2208/00017Controlling the temperature
    • B01J2208/00106Controlling the temperature by indirect heat exchange
    • B01J2208/00115Controlling the temperature by indirect heat exchange with heat exchange elements inside the bed of solid particles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008Controlling the process
    • B01J2208/00017Controlling the temperature
    • B01J2208/00106Controlling the temperature by indirect heat exchange
    • B01J2208/00265Part of all of the reactants being heated or cooled outside the reactor while recycling
    • B01J2208/00283Part of all of the reactants being heated or cooled outside the reactor while recycling involving reactant liquids

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Resistance Heating (AREA)
  • Incineration Of Waste (AREA)
  • Combustion Of Fluid Fuel (AREA)
  • Pre-Mixing And Non-Premixing Gas Burner (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Inorganic Insulating Materials (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Electrotherapy Devices (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte rettet på
å frembringe en gassfase med høy temperatur.
Oppfinnelsen gjelder likeledes en anordning for utøvelse
av fremgangsmåten samt anvendelse som gjør bruk av reaksjoner ved høy temperatur i gassfase og/eller utnyttelse av nevnte gassfase med det formål å fremstille forskjellige produkter, eller eventuelt for behandling av såvel flyt-
ende faser som gassfaser, med eller uten innhold av faste bestanddeler, eventuelt i pulverform, f.eks. når det gjelder behandling av forurensede avløpsvæsker.
Det er kjent at man i stadig større grad ved bruk av reaksjoner ved høy temperatur med medier som inneholder minst en gassfase, for forskjellige formål som f.eks. fremstil-
ling av varme gasser eller overhetet vanndamp, hydrering av et pulverisert karbonmaterial, forgassing eller behandling av avløpsvæsker for rensing av disse.
Man støter således på vanskeligheten både å tilfredsstille meget strenge kjemiske fordringer og å overvinne betydelige teknologiske vanskeligheter. Den resulterende gassfase bør kunne dannes raskt og med jevnt fordelt temperatur over 1000°C. Man vet nemlig at temperatursonen mellom 800 og 1000°C tilsvarer et meget kritisk område hvor det lett dannes uønskede produkter, slik som dioksin (klorerte produkter og tjærelignende bestanddeler (forgassing). Det er således ikke bare nødvendig å bringe temperaturen over denne sone, men også å passere den kritiske sone uten å frembringe skadelige følger.
Teknologisk sett befinner grensen for praktisk anvendelse
av vanlige rustfrie stålkvaliteter seg faktisk omkring 800°C.
I seg selv utelukker disse krav i praksis bruk av teknikk
av typen fluidisert leie og forklarer således den interesse som er viet anordninger av typen medrivningsleier eller
medrivende strømninger, og denne interesse gjenspeiler seg i litteraturen, slik'det f.eks. fremgår av franske patentskrifter nr. 2.419.969 og 2.286.104.
Man vil lett finne at dannelse av en sone med helt homogent temperatur i denne sammenheng neppe er praktisk mulig, da en sådan løsning vil medføre alt for høye veggtemperaturer.
Av denne grunn foreslås det i fransk patentskrift nr. 2.419.969 (se f.eks. sidene 10 og 11) å utnytte en teknikk kalt smelte-motorer. I henhold til denne teknikk opprettes ved ytterveg-gene et avgrenset sjikt ved hjelp av en passende gassblanding (vanligvis hydrogen) som ikke har reagert, således at det opprettes en "beskyttelsebarriere". Denne løsning er imidlertid ikke anvendbar når man f.eks. ønsker å frembringe reaksjoner i nærheten av støkiometripunktet.
I fransk patentskrift nr. 84.11002 er det videre foreslått
en løsning som hviler på et helt forskjellig prinsipp, i det man retter gasstrømmene inn i en blandesone ved forhåndsoppdeling av hver gasstrøm, således at det dannes et gjentatt mønster av elementære blandinger ut i fra nevnte for-håndsoppdelte gasstrømmer, hvilket fører til en meget hurtig og jevn fordelt blandeprosess som tillater stabile reaksjoner ved høy temperatur.
Skjønt denne fremgangsmåte generelt har gitt gode resultater, kan man likevel iblant observere karbonavleiringer på reaktorveggene, særlig i det tilfelle hydrokarboner i gassform forbrennes med utilstrekkelig forbrenningsunderholdende gass.
Formålet med denne meget raske og jevnt fordelte blanding er da å tillate reaksjoner ved meget høy temperatur.
Det er da funnet i henhold til oppfinnelsen at man ved å holde reaktorveggene på tilstrekkelig lav temperatur kan unngå ulempene ved avleiringer, f.eks. av karbon, uten å nedsette forbrenningens eller reaksjonens kvalitet.
På grunnlag av dette utviklingsarbeide er det funnet at i motsetning til visse fordommer om at nærvær av en kjølig eller nedkjølt vegg i nærheten av forbrennings- eller reaksjonssonen skulle være skadelig, at det faktisk er mulig under visse betingelser likevel å utnytte fordelene ved en sone med høy temperatur, samtidig som ulempene ved nevnte nærvær av en kjølig veggsone kan overvinnes, nemlig flammenedbrytning, ufullstendige reaksjoner og/eller para-sittreaksjoner og/eller avleiringer på veggene, eller eventuelt vesentlige termiske tap som frembringer lokale ujevn-heter i reaksjonsproduktene.
Foreliggende oppfinnelse har således som formål en fremgangsmåte for å frembringe en flamme og/eller sone for hurtige reaksjoner, og som er meget varm og homogen samt har lav termisk treghet.
Nærmere bestemt gjelder oppfinnelsen en fremgangsmåte hvor minstto forbindelser i gassform bringes i innbyrdes kontakt for å frembringe en eksotermisk reaksjon, idet minst to adskilte gasstrømmer rettes inn i en blandingssone, hvor man ved forhåndsoppdeling av hver gasstrøm danner elementære blandemønstre over de oppdelte strømmer for videreføring til en reaksjonssone, idet fremgangsmåtens særtrekk ligger i at blandesonen oppviser minst et fordelingstrinn for minst en gasskomponent omkring en sentral sone adskilt fra nevnte blandesone og nevnte reaksjonssone, f.eks. en forbrennings-sone.
Fortrinnsvis meddeles nevnte mønster av elementære blandeområder en almen medrivningsbevegelse ved hjelp av minst en av gasstrømmene som tjener til å danne nevnte mønstre eller elementærblandinger.
Man danner således en homogen samling av elementære blandeområder frembragt av de ovenfor angitte elementære mønstre før reaksjonen igangsettes, som vil ha så høy hastighet som det er mulig å oppnå innenfor lokale blandingsforhold i nærheten av støkiometripunktet, hvilket tilsvarer maksiamel reak- sjonshastighet. De elementære homogene blandingsområder kan imidlertid oppnås i løpet av like kort tid som vedkommende reaksjon er hurtig.
Gasskomponentene er tilgjengelig foran vedkommende anordning ved et gitt trykk og således med en fastlagt innstrømnings-hastighet, og de elementære blandinger oppnås da like hurtig som det er mulig å frembringe innenfor mindre dimensjoner.
En gasstråles rekkevidde ved utløpet av en åpning er propor-sjonal med åpningens diameter og uavhengig av strømnings-mengden, og nevnte gjentatte mønstre for dannelse av elementære blandesoner utgjøres da fortrinnsvis av åpninger av små dimensjoner.
I praksis oppdeles således på enkel måte hver gasstrøm ved dannelse av gjentatte mønstre av innsprøytningsorganer( slik som par av innbyrdes inntilliggende åpninger.
Disse mønstre som gjentas geometrisk, bør også gjentas hydro-dynamisk for å sikre ensartet strømningsfordeling. Dette oppnås fortrinnsvis ved å frembringe en innstrømningshastig-het Ve for en gass gjennom sine tildelte åpninger i nevnte gjentatte mønstre en verdi som er minst 3 ganger og fortrinnsvis 6 ganger fordelingshastigheten Vd forut for nevnte åpninger fastlagt ved luft ved normal temperatur og under normalt trykk. Derved oppnås en homogen samling homogene elementærblandinger i en blandingstilstand som er sammen-lignbar med den som kan observeres på utgangssiden av for-sinkelsesonen når det gjelder gass/væske-blandinger.
Man meddeler fortrinnsvis minst en av strømningene en symmetrisk virvelbevegelse med tilstrekkelig mengdestrøm for en gassfase til å kunne frembringe en medrivningseffekt for den eller de øvrige gasstrømmer.
Det opprettes således en etterfølgende blandesone for derved
å frembringe rotasjon av vedkommende strømning omkring den
endelige strømningsakse, for derved å sikre en fullstendig medrivning.
Denne driftsmodus gjør det mulig å oppnå en meget rask blanding i en apparatskala av elementære blandinger frembragt i en målestokk som tilsvarer de gjentatte innstrømningsmønstre, samt en sikker igangsetning av reaksjonen uten behov for gjentagelse, hvorved det oppnås en meget høy reaksjonstett-het, således at det totale reaksjonsvolum kan nedsettes til et minimum.
På denne måte oppnås en meget kort flamme eller reaksjonssone med høy intensitet samt opprettelse av meget høye lokale temperaturer.
Ved å skille de to funksjoner, nemlig blandingen og den etter-følgende reaksjon, bare med en meget liten innbyrdes avstand tilsvarende en ytterst kort tid, vil gassene som helhet bli gjenstand for påfølgende behandling mens de alle befinner seg i homogen tilstand, hvilket stort sett tilsvarer en utvikling av stempeltype. Dette skille mellom funksjonene reguleres ved opprettelse av tidligere nevnte sentrale sone som er klart skilt fra forbrenningssonen. De forskjellige gassfaser til-føres da konsentrisk med mulighet for gradering av tilførse-len for i det minste en av de to faser.
Denne sentrale sone er likeledes nedkjølt.
Man har observert at det lydnivå som oppstår er overraskende lavt, hvilket gjør anvendelse av foreliggende fremgangsmåte egnet for bruk for husholdsformål. Dette forhold antas å være en følge av den hindring som ved beslaglegning av den sentrale sone er opprettet for tilbakestrømning av den gassfase som befinner seg nedstrøms for sentralsonen.
Ved en utførelseform utgjøres den ene gassfase av brenngass mens den annen fase er forbrenningsunderholdende gass. Den sistnevnte gass tilføres da gradvis, nemlig gjennom påfølg- ende koaksiale tilførselsringer. Innmatningen er da slik at det første trinn vil tilsvare et underskudd på forbrenningsunderholdende gass, mens det annet trinn gjør det mulig å oppnå eller å overskride det støkiometriske punkt. Eventuelt kan man fortsette med ytterligere uttynningstrinn. Den sentrale sone eller kjernesonen avgrenser da en omgivende ringsone for innledende forbrenning med overskudd av brennbar gass, og som f.eks. omfatter et stort antall åpningspar for innsprøytning av henholdsvis brennbar gass og forbrenningsunderholdende luft. Hvert sådant åpningspar danner da en homogen elementærblanding og nærer den innledende elementær-flamme i et område hvor det lokale partialtrykk av inert gass er minimal (fravær av tilbakestrømmende forbrenningsgasser), hvilket utgjør en hovedfaktor som bidrar til den høy reak-sj onshastighet.
Etter den annen innsprøytningslinje for forbrenningsunderholdende gass (luft) passerer man lokalt maksimal temperatur (støkiometri) og således også maksimal hastighetsreaksjon og"flammeretur", idet denne sistnevnte hastighet økes ytterligere ved den lokale turbulens utfor de tidligere nevnte åpningspar. Denne kombinasjon av fenomener øker den lokale flammestabilitet.
De eventuelle ytterste hullrekker tilsvarer en uttynning som har som virkning at systemets almene temperatur nedsettes og bevegelsemomentet økes. Denne sistnevnte faktor øker til-bakestrømningen og stabiliserer derved ålment den varme sone overfor apparatets nedkjølte ytterende.
Oppfinnelsens fremgangsmåte har således som grunnlag et prinsipp som tillater øket stabilitet og fleksibilitet for en reaktor for kraftig reaksjon mellom gasskomponenter.
Dette prinsipp kan utnyttes ved en fremgangsmåte for fordampningspulverisering som er beskrevet og patentsøkt i EP-A-128792.
Det er kjent at et viktig problem ved forbrenning av tunge brennstoffer er å oppnå en fullstendig forbrenning, hvilket vil si en forbrenning uten at det avgis karbonholdige slutt-produkter.
I henhold til nevnte EP-A-128792 finner følgende prosesser sted: man innfører i en første sone en forbrenningsunderholdende gasstrøm langs skruebaner som er symmetriske i forhold til sin felles akse, samtidig som det innføres en strøm av flytende brennstoff for derved å opprette en første fase av fordelt forbrenning. - den resulterende strømning tvinges gjennom en innsnevret passasje inn i en annen sone, for derved å gi strømningen form av en symmetrisk hul virvelstrømning.
den brennbare substans som skal behandles innføres i den aksiale undertrykksone av nevnte symmetriske virvelstrøm-ning, hvorpå det frembringes en ytterligere forbrenning takket være en annen forbrenningsunderholdende gasstrøm i den annen sone, idet mengdene av forbrenningsunderholdende gass og brennstoff som innføres i den første sone er tilstrekkelig for å drive frem ut i fra sin spredning for-dampningen av den substans som skal behandles ved inngangen til den annen sone.
En forutsetning at denne prosess skal lykkes er at det oppnås en meget het gassfase.
Fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen kan således med fordel tas i bruk for å frembringe en sådan gassfase i første trinn av nevnte prosess for fordampningspulverisering.
Det vil være åpenbart at oppfinnelsens fremgangsmåte kan anvendes i alle tilfeller hvor det gjelder forbrenning eller reaksjon ved høye temperaturer av substanser som foreligger i gassform, væskeform eller fast pulverform.
Den kan særlig utnyttes ved suspensjon av faste pulveriser-bare materialer, slik som karbon, ligniter og lignende, hvor suspensjonene foreligger i form av fast stoff suspendert i en gassfase eller pumpbare suspensjoner i flytende eller orga-nisk fase, og anvendelseområdet omfatter avfallsforbrenning, f.eks. for å unngå forurensning, og kjemiteknikk, f.eks.
for fremstilling av syntesegass.
I det tilfellet visse produkter slik som hydrokarboner kan frembringes uønskede spaltningsprodukter som avleires, kan de vegger som avgrenser blandesonen og begynnelsen av reaksjonssonen holdes på tilstrekkelig lav temperatur til i praksis å hindre lokal avspaltning av disse reaksjonsproduk-ter.
Oppfinnelsens fremgangsmåte tillater en minatyrisering av apparaturen, således at veggenes virkning nedsettes og derved tillater en effektiv termisk beskyttelse ved nedkjøling av disse vegger uten at dette medfører vesentlig uheldig påvirkning av reaksjonens mildtemperatur og dens selektivitet.
Oppfinnelsen gjelder videre en anordning som vist i fig. 1-5. Fig. 1 viser da en skisse av en anordning i henhold til oppfinnelsen.
Fig. 2 viser en annen utførelseform.
Fig. 3 og 4 viser utførelseformer med innføring av en ytterligere fast eller flytende fase. Fig. 5 er en skjematisk skisse som anskueliggjør forskjellige mulige anvendelser.
Anordningen i henhold til oppfinnelsen omfatter således en ytre kappe 1 hvor gasstilførslene munner ut, idet de forskjellige grupper av gassinnløp er anordnet slik at de danner gjentatte mønstre 3 , 4 av elementære blandeområder.
Denne anordning har da som særtrekk i henhold til oppfinnelsen at den oppviser et stivt kjerneelement 5 i det indre av et kammer 2 hvor gassinnløpene 3 / 4 munner inn i en ringsone omkring nevnte stive kjernestykke 5 . Fortrinnsvis tilføres minst en gassfase gjennom grupper av gassinnløp 4,5.
Fortrinnsvis tilføres en gassfase gjennom et tangentialt inn-løp 9 , f.eks. ved hjelp av et ringformet rom 7 . Denne gassfase trenger så inn i kammeret 2 gjennom minst to per-forer ingsgrupper 4 , 6 , 8 .
I henhold til en utførelseform er tilførselen av gassfasen gjennom perforeringene 4 slik at de elementære blandingsområder som dannes av gassinnløpene 3 , 4 tilsvarer en gasstilførsel med underskudd av en gassfase 4 i forhold til støkiometripunktet. Den nødvendige tilskudd av den annen fase finner da sted gjennom ytterligere perforeringer 6 ,
8 etc.
Anordningen i henhold til oppfinnelsen kan således hensiktsmessig omfatte tre grupper innløpsåpninger.
På den annen side er det klart at en perforeringsgruppe kan erstattes av en sliss (funksjonelt tilsvarende en krans av hull), særlig da i de behandlingstrinn som sørger for uttynning (f.eks. perforeringene 8 ).
I henhold til den viste utførelseform er innløpsåpningene fordelt i form av en krans av huller, mens kjernestykket 5 er nedkjølt ved sirkulasjon av kjølefluid 10 , 11 .
Anordningen kan eventuelt være forsynt med et diafragma 15
i det indre av kammeret 2 .
Fig. 2 viser en annen utførelseform av oppfinnelsens anordning.
I henhold til fig. 2 tilføres den ene gass ikke lenger ved sentripetal innsprøytning, men i stedet ved sentrifugalt inn- løp. Denne utførelseform er særlig tilpasset gass med innhold av faste partikler, hvilket ofte er tilfelle ved forurensede gasser.
Fig. 3 og 4 anskueliggjør andre utførelseformer med det formål å behandle en flytende fase med eller uten innhold av faste partikler, eller fast material i pulverform.
I henhold til den utførelseform som er vist i fig. 3, til-føres et tredje fluid (aksial fase) ved hjelp av en rørled-ning 12 som fortrinnsvis også er nedkjølt. Denne rørled-ning munner da ut i nærheten av tverrplanet gjennom en innsnevret utløpspassasje 13 fra kammeret 2, således at den gass som løper ut fra kammeret 2 bringes til å danne en innhul symmetrisk virvelstrømning. Dette tredje fluid kan være gass eller væske, eventuelt med innhold som eventuelt kan lades eller pulveriseres ved 14 ved overføring av den mekaniske og termiske energi i de gasser (3+4) som har reagert, idet disse gasser ved sitt innløp til 14 meddeles en bevegelsemengde som er minst 100 ganger bevegel-semengden av den aksiale fase (rørledningen) og helst ligger mellom 1000 og 10000 ganger sistnevnte verdi når nevnte aksiale fase foreligger i væskeform eller i form av pulveri-serbare suspensjoner. Disse forhold fremmer spredning og således også opptak og behandling av den aksiale fase med den gassfase som løper ut fra området 2, og som befinner seg i tilstander som er tidligere beskrevet, særlig i de franske patentskrifter 2.257.326 og 2.058.818.
Man kan føre inn i området 14 gjennom rørledningen 12 flere fluider som tilføres koaksialt.
En spesiell behandling som kan utføres i området 14 er den som kalles fordampningspulverisering, nemlig en kombinasjon som frembringer i den strømning som befinner seg i området 14 og kalles "symmetrisk innhul virvelstrømning" mekaniske og termiske virkninger av gassfasen på den aksiale fase som vanligvis er flytende.
Fig. 4 viser en annen innføringsform for den aksiale fase som skal behandles og kan foreliggende i gassform, væskeform eller fast form, idet rørledningen 12 her forløper aksialt og gjennom det stive kjerneelement 5.
I det tilfelle hvor den aksiale fase er i gassform, kan en spesiell gunstig utførelse av rørledningens ytterende sørge for forhåndsoppdeling av den aksiale gasstråle. Fremgangsmåten og anordningen i henhold til oppfinnelsen kan være gjenstand for tallrike anvendelser, særlig innenfor følgende om-råder : 1) Rensing av forurensede utslipp i gassform, væskeform eller fast form. I det førstnevnte tilfelle opptas avløpsgassen hensiktsmessig i form av en tangentialinnstrømning og utgjør da samtidig primært forbrenningsmiddel (f.eks. forurenset luft).
Når det gjelder en væske eller fast pulvermaterial, tilføres avløpet aksial liksom ved en inert eller brennbar gass. I
det sistnevnte tilfelle kan man også utnytte åpningene 3.
Et utførelseeksempel som anskueliggjør fordelene ved oppfinnelsens fremgangsmåte er forbrenning av klorholdig avfall.
De normer som gjelder ved avfallsmaterial går ut på at for-brenningen utføres med kraftig lufttilførsel. I følge de samme normer bør de avgasser som skriver seg fra denne forbrenning i seg selv inneholde et luftoverskudd.
Denne fordring gjenspeiler godt det faktiske forhold at det ikke foreligger noen tilfredsstillende løsning på vedkommende problem.
Fordringen innebærer således at man øker det partielle oksygentrykk, hvilket har flere uheldige følger, nemlig først og fremst at temperaturen nedsettes til en forholdsvis lav verdi, samt også at det dannes gassforurensninger slik som NO^
(på grunn av den store mengde nitrogen som tilføres samtidig med oksygenoverskuddet) samt Cl^, ved en temperatur som er gunstig for dannelse av skadelige forurensninger slik som dioksin.
Foreliggende oppfinnelse gjør det mulig å møte disse vedtatte forholdsregler ved en normalisering av de foreliggende forhold.
I henhold til oppfinnelsen er det nærmere bestemt og ved hjelp av en innledende gassblanding med underskudd av oksygen i forhold til støkiometriforholdet, fulgt av en forbrenning hoved-sakelig i gassfase i nærheten av støkiometripunktet, faktisk mulig å utføre avfallsforbrenningen ved høy temperatur med et partielt oksygentrykk betraktelig lavere enn det som anvendes i henhold til konvensjonell teknikk.
I henhold til oppfinnelsen er det forøvrig mulig å innføre vanndamp som da tjener en dobbelt funksjon, nemlig som termisk regu-latos på den ene side og middel for påvirkning av likevekttil-standene på den annen side.
På denne måte unngås ulempene ved kjent teknikk, hvor den termiske regulering oppnås ved luftoverskudd, hvilket imidlertid også medfører spesiell høy nitrogentilførsel og derved dannelse av NO^, og man f.eks. forskyver Deakon-likevekten mot HC1 (mindre Cl ).
Generelt tillater således oppfinnelsens fremgangsmåte regulering av systemet ved styring av temperaturen forskjellige kritiske punkter av prosessen, hvilket utgjør en vesentlig fordel under prosessens forløp.
Dette eksempel utgjør således en bekreftelse av oppfinnelsens bidrag til teknikkens fremskritt, hvilket på det teknologiske område innebærer reaktorer med mindre omfang og høyere effek-tivitet oppnådd ved høyt drevet reaksjonskinetikk, mens det i henhold til kjent teknikk er nødvendig å kompensere uttyn-ningseffekten på grunn av luftoverskudd og således nedsatt temperatur, med et tilsvarende høyt brennstofforbruk.
I kraft av de oppnåelige høye temperaturer sikrer da en avfallsforbrenning i henhold til oppfinnelsen rask og fullstendig forbrenning. 2) Innenfor kjemiteknikken gir følgende tabeller en liste over mulige anvendelser, men som imidlertid ikke er uttømmen-de.
Et område som berører kjemiteknikken er forgasning. Anordningen i henhold til oppfinnelsen kan med fordel erstatte andre kjente anordninger av typen medrivningsleie.
EKSEMPEL
Dette eksempel har som formål å anskueliggjøre de forskjellige fordeler ved oppfinnelsens fremgangsmåte, særlig med hensyn til mulighetene for minatyrisering, samt oppnåelse av høye reaksjonsdensiteter og høye temperaturer.
I en apparatur utført i rustfritt og ildfast stål (nedkjølt med vann) og som angitt i fig. 4, er arbeidsvolumet 2 0,45 1, ytterdiameteren 150 mm og den åpne lengde for flammeutvikling 8 cm. Her utføres fullstendig forbrenning av 8 kg metan per time med tilførsel av 170 kg luft. Man kan da oppnå nedsmeltning av en stang av rustfritt stål, hvilket innebærer en flammetemperatur på 1550°C. Ved et drivtrykk på 0,3 atmosfærer for metan og 0,25 atmosfærer for luft kan man observere en blå flamme i meget rask rotasjon, som befinner seg ved bunnen av apparatet og hvis lengde er en funksjon av gasstilførselen.
Kjølevanntilførselen er på 40 kg per time, idet kjøle-vannet har en innløpstemperatur på 17°c og en utløpstempe-ratur på 25°C, hvilket innebærer varmeoverføring av en termisk tapseffekt på 3,7 kW (tilsvarende forbrenning av 0,27 kg metan per time eller 3,35 vekt% av den tilførte metanmengde).
Den midlere hastighet av gassen som skal forbrennes i reak-sjonsvolumet 2 er 35 m/s samt 200 m/s gjennom det innsnevrede utløp.
Den totale reaksjonstid er da av størrelseorden 2 tusendels sekund, og energidensiteten kan da anslås til 250 megawatt/
3
m .
Forøvrig kunne ingen forurensning av sideveggene observeres.

Claims (11)

1. Fremgangsmåte for å bringe minst to komponenter i gassform i innbyrdes kontakt og derved frembringe en eksotermisk reaksjon, idet minst to adskilte gasstrømmer tilføres en blandesone og hver sådan gasstrøm oppdeles for dannelse av elementære mønstre av nevnte oppdelte gasstrømmer innenfor en reaksjonssone, karakterisert ved at det i blandesonen finner sted minst ett fordelingstrinn av minst en gasskomponent omkring en sentral sone adskilt fra såvel blandesonen som reaksjonssonen.
2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at de elementære mønstre meddeles en samlet medrivningsbevegelse ved hjelp av minst en av de strømmer som er med på å danne de elementære mønstre.
3. Fremgangsmåte som angitt i krav 2, karakterisert ved at minst en av gasstrømmene meddeles en symmetrisk virvelbevegelse med tilstrekkelig strømningstakt av en gassfase til å frembringe en drivvirk-ning på andre gasstrømmer.
4. Fremgangsmåte som angitt i et av kravene 1-3, og hvor den ene fase utgjøres av en brenselgass og den annen av en forbrenningsunderh oldende gass, karakterisert ved at den forbrenningsunderholdende gass tilføres trinnvis, således at et første trinn tilsvarer et underskudd av sådan gass og et annet trinn minst støkiometriske forhold.
5. Fremgangsmåte som angitt i krav 4, karakterisert ved at tilførselen av forbrenningsunderholdende gass tilsvarer minst et fortynningstrinn.
6. Anordning for utførelse av en fremgangsmåte som angitt i et av kravene 1-5, og som omfatter en kappe (1) med gass-innløp anordnet slik at det dannes gjentagende mønstre av elementære blandeområder, karakterisert ved at anordningen oppviser et stivt element (5) i et kammer (2) på innsiden av kappen, mens gassinnløpende munner ut i en ringsone på utsiden av nevnte stive element (5).
7. Anordning som angitt i krav 6, karakterisert ved at det oppviser minst to perforeringsgrupper (4), (6) for innføring av en gassfase i kammeret (2) .
8. Anordning som angitt i krav 6 eller 7, karakterisert ved at minst en gruppe gassinn-løp er rettet sentrifugalt inn i kammeret 2.
9. Anvendelse av den angitte fremgangsmåte i et av kravene 1-5 for behandling av utløp av forurenset gass.
10. Anvendelse av den angitte fremgangsmåte i et av kravene 1-5 for forbrenning av klorerte avfallsmaterialer.
11. Anvendelse av den angitte fremgangsmåte i et av kravene 1-5 for forgasning.
NO865270A 1986-01-02 1986-12-23 Fremgangsmaate og anordning for aa frembringe en gassfase med hoey temperatur. NO865270L (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR8600009A FR2592321A1 (fr) 1986-01-02 1986-01-02 Procede d'obtention d'une phase gazeuse a temperature elevee, et dispositif pour mettre en oeuvre le procede. application au traitement des phases liquides ou gazeuses, chargees ou non de solides, et solides pulverisables.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
NO865270D0 NO865270D0 (no) 1986-12-23
NO865270L true NO865270L (no) 1987-07-03

Family

ID=9330800

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO865270A NO865270L (no) 1986-01-02 1986-12-23 Fremgangsmaate og anordning for aa frembringe en gassfase med hoey temperatur.

Country Status (12)

Country Link
US (1) US4931012A (no)
EP (1) EP0232658B1 (no)
JP (1) JPH0718540B2 (no)
KR (1) KR910008363B1 (no)
AT (1) ATE134258T1 (no)
BR (1) BR8606529A (no)
CA (1) CA1302090C (no)
DE (1) DE3650482T2 (no)
ES (1) ES2085848T3 (no)
FR (1) FR2592321A1 (no)
GR (1) GR3019702T3 (no)
NO (1) NO865270L (no)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2698156B1 (fr) * 1992-11-16 1995-01-27 Rhone Poulenc Chimie Procédé de traitement thermique d'un effluent comprenant des matières organiques polluantes ou un composé inorganique.
US5461865A (en) * 1994-02-24 1995-10-31 United Technologies Corporation Tangential entry fuel nozzle
EP0834040B1 (de) * 1996-04-20 2000-08-09 Ahmad Al-Halbouni Feuerraum mit einer Brennereinrichtung und Verfahren zum Betreiben eines Feuerraums
US6176087B1 (en) * 1997-12-15 2001-01-23 United Technologies Corporation Bluff body premixing fuel injector and method for premixing fuel and air
FR2935041B1 (fr) * 2008-08-13 2010-09-10 Vichem Procede et dispositif de traitement thermique d'au moins un effluent comportant des polluants combustibles

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE657267A (no) *
US1437649A (en) * 1920-09-25 1922-12-05 Guelbaum David Mixing and proportioning device or valve
US2368827A (en) * 1941-04-21 1945-02-06 United Carbon Company Inc Apparatus for producing carbon black
US2348422A (en) * 1941-06-09 1944-05-09 Schaefer Paul Liquid hydrocarbon fuel burning apparatus
CH303030A (de) * 1952-08-15 1954-11-15 Bbc Brown Boveri & Cie Gasbrenner, vorzugsweise für Brennkammern von Gasturbinenanlagen.
FR1191703A (fr) * 1957-04-20 1959-10-21 Belge Produits Chimiques Sa Dispositifs de mélange de gaz
US3145076A (en) * 1960-11-04 1964-08-18 Basf Ag Oxidation of substances suspended or dissolved in a liquid resistant to oxidation
FR2058818A5 (no) * 1969-09-29 1971-05-28 Malhaire Lucien
FR2086574A5 (no) * 1970-04-02 1971-12-31 Pechiney Saint Gobain
FR2257326B1 (no) * 1973-06-19 1976-05-28 Rhone Progil
FR2249585A5 (en) * 1973-10-26 1975-05-23 Gaz De France High-temp. gas burner for cupolas - uses low-press. gas and permits partial replacement of coke by gas
US4021186A (en) * 1974-06-19 1977-05-03 Exxon Research And Engineering Company Method and apparatus for reducing NOx from furnaces
FR2276086A1 (fr) * 1974-06-28 1976-01-23 Rhone Poulenc Ind Procede et appareil pour assurer une reaction entre des courants fluides
FR2276276A1 (fr) * 1974-06-28 1976-01-23 Rhone Poulenc Ind Procede de preparation de platre
US3929429A (en) * 1974-09-26 1975-12-30 Texaco Inc Fuel gas from solid carbonaceous fuels
US4124353A (en) * 1975-06-27 1978-11-07 Rhone-Poulenc Industries Method and apparatus for carrying out a reaction between streams of fluid
DE2643797A1 (de) * 1976-09-29 1978-04-06 Bayer Ag Verfahren und vorrichtung zum thermischen reinigen von abluft
FR2377836A1 (fr) * 1977-01-25 1978-08-18 Rhone Poulenc Ind Procede et dispositif pour la mise en contact de produits sous forme de plusieurs phases et separation des produits du melange et application
JPS547626A (en) * 1977-06-20 1979-01-20 Pauru Hiyutsusaa Springgbiased centering slidable spool type control valve
FR2396250A1 (fr) * 1977-07-01 1979-01-26 Rhone Poulenc Ind Nouveau procede pour le traitement de matieres thermosensibles
US4206032A (en) * 1978-03-17 1980-06-03 Rockwell International Corporation Hydrogenation of carbonaceous materials
FR2422435A1 (fr) * 1978-04-10 1979-11-09 Rhone Poulenc Ind Procede et dispositif pour la mise en contact de substances se presentant sous au moins deux phases differentes
US4334919A (en) * 1979-10-22 1982-06-15 Queneau Paul Etienne Method of introducing particulate material and a gas into a reactor
FR2490619A1 (fr) * 1980-09-24 1982-03-26 Rhone Poulenc Ind Procede de traitement d'une matiere liquide conduisant a des dechets solides par action d'une phase fluide et d'au moins une phase gazeuse
JPS5892703A (ja) * 1981-11-28 1983-06-02 Daido Steel Co Ltd 燃焼装置
FR2546077B1 (fr) * 1983-05-20 1988-05-06 Rhone Poulenc Chim Base Dispositif de reaction a haute temperature
FR2551183B1 (fr) * 1983-05-20 1988-05-13 Rhone Poulenc Chim Base Procede et dispositif de combustion propre s'appliquant notamment au brulage des combustibles lourds
FR2546154B1 (fr) * 1983-05-20 1986-11-07 Rhone Poulenc Chim Base Procede pour l'obtention de co a partir d'une source carbonee par reduction par l'hydrogene et dispositif pour sa mise en oeuvre et application
FR2567417A1 (fr) * 1984-07-11 1986-01-17 Rhone Poulenc Chim Base Procede et dispositif pour reaction avec mise en contact d'au moins deux composes gazeux, notamment a haute temperature
FR2580953A2 (fr) * 1985-04-24 1986-10-31 Rhone Poulenc Chim Base Procede et dispositif pour la mise en contact d'au moins deux composes gazeux, reagissant notamment a haute temperature, dans un espace limite par des parois

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0718540B2 (ja) 1995-03-06
KR910008363B1 (ko) 1991-10-12
EP0232658B1 (fr) 1996-02-14
KR870007260A (ko) 1987-08-18
DE3650482D1 (de) 1996-03-28
NO865270D0 (no) 1986-12-23
US4931012A (en) 1990-06-05
ATE134258T1 (de) 1996-02-15
FR2592321A1 (fr) 1987-07-03
GR3019702T3 (en) 1996-07-31
CA1302090C (fr) 1992-06-02
BR8606529A (pt) 1987-10-20
EP0232658A1 (fr) 1987-08-19
DE3650482T2 (de) 1996-08-14
JPS62197135A (ja) 1987-08-31
ES2085848T3 (es) 1996-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3873671A (en) Process for disposal of oxides of nitrogen
US5723045A (en) Process and apparatus for supercritical water oxidation
US4083751A (en) Continuous feed pyrolysis chamber for decomposing solid waste
US5770784A (en) Systems for the treatment of commingled wastes and methods for treating commingled wastes
US7416172B2 (en) Submerged gas evaporators and reactors
EP0404832A1 (en) PROCESS FOR TREATING ORGANIC COMPOUNDS.
Reddy et al. Ignition of hydrothermal flames
NO820016L (no) Fremgangsmaate for oksydasjon av organiske stoffer i overkritisk vann.
RU2221737C2 (ru) Способ частичного окисления углеводородов и предназначенная для его осуществления горелка
US4042344A (en) Process for the production of gaseous mixtures
NO865270L (no) Fremgangsmaate og anordning for aa frembringe en gassfase med hoey temperatur.
JPS6048407A (ja) 特に重質燃料の燃焼等に適用されるきれいな燃焼を行う方法および装置
SE503064C2 (sv) Sätt att utvinna energi genom förgasning, samt därför avsedd reaktor
EP0337143B1 (en) A method of catalytic combustion of organic compounds and a catalytic burner for combustion of organic compounds
US3098704A (en) Method and apparatus for mixing and carrying out reactions
RU2233312C1 (ru) Способ получения синтез-газа из водоугольной суспензии
Fedyaeva et al. Enhancement of phenol oxidation in supercritical water-oxygen fluid with addition of methane
JP4244270B2 (ja) ポリ塩化ビフェニルの燃焼分解方法及び高温焼却装置
US3220798A (en) Process for converting halogenated organic material into corresponding hydrogen halides
US3395654A (en) Reverse flow reactor and process
EP4083170A1 (en) Thermal decomposition apparatus and thermal decomposition method
EP1668092A1 (en) Process and installation for thermal cracking used in decomposing rubber and plastic waste
NO120677B (no)
RU2190661C2 (ru) Способ переработки угля в синтез-газ
EP0045716A2 (en) Combustion method and apparatus