RU2184909C2

RU2184909C2 - Set to burn up gas effluent

Info

Publication number: RU2184909C2
Application number: RU2000111097A
Authority: RU
Inventors: Р.Г. Сафин; В.А. Лашков; О.И. Окишев; А.А. Нелюбин; Р.Т. Шияпов; А.Р. Метшин; А.Н. Грачев; Р.Р. Сафин; Д.Ф. Тимербаева
Original assignee: Научно-технический центр по разработке технологий и оборудования
Priority date: 2000-05-03
Filing date: 2000-05-03
Publication date: 2002-07-10

Abstract

FIELD: burning of gases formed by combustion reaction, secondary burning of gases of incinerators, technological and other furnaces, burning of waste technological effluent. SUBSTANCE: proposed set includes combustion chamber housing burner, tubular and slit-shaped heat exchangers. Enclosure of tubular heat exchanger comes in the form of two parallel plates. Combustion chamber is manufactured in the form of prism, is equipped with body put on side of prism where tubular heat exchanger is placed horizontally with clearances. Clearance between tube sheet and body forms air guide and clearances between parallel plates and body form slit-shaped heat exchanger. Branch pipes for inlet of gas effluent and removal of cleared gases communicate correspondingly with tube and intertube spaces of heat exchangers. Flame dissector is positioned in combustion chamber above burner. EFFECT: enhanced efficiency of burning of effluent thanks to improved contact between gas and fuel gas tongue and products of gas burning. 2 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам сжигания газов, образующихся при реакции горения, и может быть использовано для вторичного сжигания газов мусоросжигательных, технологических и других печей, а также отработанных технологических выбросов. The invention relates to devices for burning gases generated during the combustion reaction, and can be used for secondary combustion of gases from incineration, technological and other furnaces, as well as spent technological emissions.

Известно устройство для дожигания сбросных газов, содержащее футерованную цилиндрическую камеру, четыре сопла подачи сбросных газов в камеру, установленные тангенциально под углом 45^o к линейной окружности камеры, распределительный коллектор, рассекатель факела, горелочный тоннель, горелку дополнительного топлива, расположенную по оси камеры, патрубок отбора продуктов горения, нагнетающий и вытяжной вентиляторы (см., например, авт. св. СССР 1423860, МКИ F 23 G 7/06, 1988, БИ 34).A device for the afterburning of waste gases containing a lined cylindrical chamber, four nozzles for supplying exhaust gases to the chamber mounted tangentially at an angle of 45 ^° to the linear circumference of the chamber, a distribution manifold, a torch divider, a burner tunnel, an additional fuel burner located along the chamber axis, a nozzle selection of combustion products, forcing and exhaust fans (see, for example, ed. St. USSR 1423860, MKI F 23 G 7/06, 1988, BI 34).

Недостатком данного технического решения является низкая степень обезвреживания сбросных газов. The disadvantage of this technical solution is the low degree of neutralization of waste gases.

Указанный недостаток обусловлен ограниченностью применения устройства, связанной с невысокой температурой самовоспламенения компонентов сбросных газов, поступающих в камеру сжигания, а также недостаточным временем пребывания продуктов горения в реакционной зоне. This drawback is due to the limited use of the device associated with the low self-ignition temperature of the components of the exhaust gases entering the combustion chamber, as well as the insufficient residence time of the combustion products in the reaction zone.

Известно также устройство для сбросных газов, содержащее цилиндрическую топочную камеру, камеру горения, установленную соосно с топочной камерой и снабженную горелками для подачи дополнительного топлива, кольцевой канал, образованный камерами, со штуцерами для подачи сбросных газов и воздуха, перегородку с отверстиями по периферии и соосным отражательным конусом (см., например, aвт. cв. СССР 1590851, МКИ F 23 G 7/06, 1990, БИ 33). It is also known a device for waste gases containing a cylindrical combustion chamber, a combustion chamber mounted coaxially with the combustion chamber and equipped with burners for supplying additional fuel, an annular channel formed by chambers, with fittings for supplying waste gases and air, a partition with openings on the periphery and coaxial reflective cone (see, for example, auth. St. USSR 1590851, MKI F 23 G 7/06, 1990, BI 33).

Недостатком данного устройства является низкая эффективность сжигания сбросных газов. The disadvantage of this device is the low efficiency of the combustion of exhaust gases.

Указанный недостаток обусловлен невысокой температурой газов, поступающих в зону смешения с продуктами горения дополнительного топлива, вследствие незначительней поверхности нагрева теплообменного устройства. This drawback is due to the low temperature of the gases entering the mixing zone with the combustion products of additional fuel, due to the insignificant heating surface of the heat exchanger.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является установка для сжигания газовых выбросов, содержащая камеру сгорания с размещенным в ней горелочным устройством, корпус, трубчатый и щелевой теплообменники, сообщенные между собой воздуховодом, патрубки ввода газовых выбросов и удаления очищенных газов (см. DE 3107664 А1, кл. F 23 G 7/06,1982). The closest in technical essence and the achieved result to the invention is an installation for burning gas emissions, containing a combustion chamber with a burner placed in it, a housing, tubular and slotted heat exchangers in communication with each other through a duct, nozzles for introducing gas emissions and removing purified gases (see DE 3107664 A1, CL F 23 G 7 / 06.1982).

Недостатком известного технического решения является низкая эффективность сжигания газовых выбросов. A disadvantage of the known technical solution is the low efficiency of burning gas emissions.

Указанный недостаток обусловлен низкой турбулентностью потоков, приводящей к ухудшению условий смешения компонентов реакции термического окисления. This drawback is due to the low turbulence of the flows, leading to a worsening of the mixing conditions of the components of the thermal oxidation reaction.

Цель изобретения - повышение эффективности сжигания выбросов за счет улучшения контакта газа с факелом топливного газа. The purpose of the invention is to increase the efficiency of burning emissions by improving the contact of gas with a fuel gas torch.

Поставленная цель достигается тем, что в установке для сжигания газовых выбросов, включающей камеру сгорания с размещенным в ней горелочным устройством, корпус, в котором установлен с зазорами трубчатый теплообменник, ограниченный кожухом и трубными решетками, и щелевой теплообменник, сообщенные между собой воздуховодом, образованным зазором между трубной решеткой и корпусом, а также с камерой сгорания, при этом патрубки ввода газовых выбросов и удаления очищенных газов сообщены соответственно с трубным и межтрубным пространствами теплообменника, согласно изобретению камера сгорания выполнена в виде трехгранной призмы, корпус размещен на грани призмы, трубчатый теплообменник установлен в корпусе горизонтально и имеет трубы, расположенные в шахматном порядке, и кожух, выполненный в виде двух параллельных пластин, установленных с зазором к корпусу с образованием щелевого теплообменника, при этом в камере сгорания над горелочным устройством установлен рассекатель факела. This goal is achieved by the fact that in the installation for burning gas emissions, including a combustion chamber with a burner placed in it, a housing in which a tubular heat exchanger is installed with gaps, bounded by a casing and tube sheets, and a slotted heat exchanger communicated with each other by an air duct formed by a gap between the tube sheet and the casing, as well as with the combustion chamber, while the pipes for introducing gas emissions and removing purified gases are respectively connected with the pipe and annular spaces According to the invention, the combustion chamber is made in the form of a trihedral prism, the casing is placed on the verge of the prism, the tubular heat exchanger is installed horizontally in the casing and has staggered pipes, and the casing is made in the form of two parallel plates installed with a gap to the casing to form slot heat exchanger, while in the combustion chamber above the burner is installed a torch divider.

Отличительными признаками предлагаемой установки является то, что камера сгорания выполнена в виде трехгранной призмы, корпус размещен на грани призмы, трубчатый теплообменник установлен в корпусе горизонтально и имеет трубы, расположенные в шахматном порядке, и кожух, выполненный в виде двух параллельных пластин, установленных с зазором к корпусу с образованием щелевого теплообменника, при этом в камере сгорания над горелочным устройством установлен рассекатель факела. Distinctive features of the proposed installation is that the combustion chamber is made in the form of a trihedral prism, the housing is placed on the verge of the prism, the tubular heat exchanger is installed horizontally in the housing and has staggered pipes, and a casing made in the form of two parallel plates installed with a gap to the housing with the formation of a slit heat exchanger, while in the combustion chamber above the burner is installed a torch divider.

Благодаря этому обеспечивается интенсивное перемешивание реагентов и увеличение времени их пребывания в реакционной зоне, приводящее к полному термическому окислению. This ensures intensive mixing of the reagents and an increase in their residence time in the reaction zone, leading to complete thermal oxidation.

Изобретение иллюстрируется чертежами: на фиг.1 изображен продольный разрез установки для сжигания газовых выбросов; на фиг.2 - поперечное сечение. The invention is illustrated by drawings: figure 1 shows a longitudinal section of an installation for burning gas emissions; figure 2 is a cross section.

Установка состоит из камеры сгорания 1, горелочного устройства 2, трубчатого 3 и щелевого 4 теплообменников. The installation consists of a combustion chamber 1, a burner 2, a tubular 3 and slotted 4 heat exchangers.

Камера сгорания 1 снабжена корпусом 5, в верхней части которого расположен патрубок 6 для удаления очищенных газов. The combustion chamber 1 is provided with a housing 5, in the upper part of which a pipe 6 is located to remove purified gases.

Над горелочным устройством 2, размещенным в камере сгорания 1, установлен рассекатель факела 7. Above the burner device 2 located in the combustion chamber 1, a torch splitter 7 is installed.

Трубчатый теплообменник 3 состоит из труб 8, расположенных в шахматном порядке, трубных решеток 9 и кожуха, выполненного в виде двух параллельных пластин 10. Трубное пространство 11 теплообменника 3 сообщено с патрубком 12 ввода газовых выбросов. The tubular heat exchanger 3 consists of staggered pipes 8, tube sheets 9 and a casing made in the form of two parallel plates 10. The tube space 11 of the heat exchanger 3 is in communication with a pipe 12 for introducing gas emissions.

Щелевой теплообменник 4 образован параллельными пластинами 10 трубчатого теплообменника 3, установленными с зазором к корпусу 5. The slit heat exchanger 4 is formed by parallel plates 10 of the tubular heat exchanger 3 installed with a gap to the housing 5.

Зазор между трубной решеткой 9 и корпусом 5 образует воздуховод 13, сообщающий трубное пространство 11 теплообменника 3 со щелевым теплообменником 4. The gap between the tube sheet 9 and the housing 5 forms an air duct 13 that communicates the tube space 11 of the heat exchanger 3 with a slotted heat exchanger 4.

Щелевой теплообменник 4 сообщен также с камерой сгорания 1 и через межтрубное пространство 14 с патрубком 6 удаления очиищенных газов. The slit heat exchanger 4 is also in communication with the combustion chamber 1 and through the annular space 14 with the pipe 6 for removing purified gases.

Подача воздуха в зону горения осуществляется через щелевые отверстия 15. Air is supplied to the combustion zone through slotted openings 15.

Установка работает следующим образом. Газовые выбросы подают через патрубок 12 в трубное пространство 11 теплообменника 3 и далее через воздуховод 13 и щелевой теплообменник 4 в камеру сгорания 1. Проходя последовательно теплообменники, расположенные в камере сгорания 1 и зоне термического окисления продуктов, газовые выбросы нагреваются до температуры 550-600^oC. В камере сгорания 1 нагретые газовые выбросы интенсивно смешиваются с высокотемпературными (950-1000^oС) продуктами сгорания дополнительного топлива.Installation works as follows. Gas emissions are fed through the pipe 12 into the pipe space 11 of the heat exchanger 3 and then through the air duct 13 and the slotted heat exchanger 4 into the combustion chamber 1. Passing successively heat exchangers located in the combustion chamber 1 and the zone of thermal oxidation of products, gas emissions are heated to a temperature of 550-600 ^o C. In combustion chamber 1, heated gas emissions are intensively mixed with high-temperature (950-1000 ^o C) combustion products of additional fuel.

Турбулентность газовому потоку и необходимое время пребывания продуктов горения до полного термического окисления обеспечивают рассекатель факела 7, расположенный над горелочным устройством 2, и шахматное расположение труб 8 теплообменника 3. Turbulence to the gas flow and the necessary residence time of the combustion products until complete thermal oxidation is ensured by the torch splitter 7 located above the burner device 2 and the checkerboard arrangement of the pipes 8 of the heat exchanger 3.

Рассекатель 7 отклоняет факел дополнительного топлива навстречу газовым выбросам, поступающим из щелевого теплообменника 4, и с трубами теплообменника 3 образует разреженные зоны, способствующие интенсивному перемешиванию реагентов (воздуха, поступающего через щелевые отверстия 15, продуктов горения дополнительного топлива и компонентов газовых выбросов), повышению температурного уровня в зоне горения и степени выгорания выбросов. Divider 7 deflects the additional fuel torch towards the gas emissions coming from the slit heat exchanger 4, and with the pipes of the heat exchanger 3 forms rarefied zones that promote intensive mixing of the reagents (air entering through the slit openings 15, combustion products of additional fuel and gas emissions components), and increase the temperature level in the combustion zone and the degree of burnout of emissions.

Наиболее полное термическое окисление обеспечивают в межтрубном пространстве 14 теплообменника 3 при температуре 700-800^oС и дополнительном перемешивании газовых потоков. Очищенные газы удаляются из установки через патрубок 6.The most complete thermal oxidation is provided in the annular space 14 of the heat exchanger 3 at a temperature of 700-800 ^o With additional mixing of gas flows. The purified gases are removed from the installation through the pipe 6.

Предлагаемая установка планируется к внедрению на Муромском приборостроительном заводе для очистки газовых выбросов, поступающих с мусоросжигательных печей. The proposed installation is planned for implementation at the Murom Instrument-Making Plant for the purification of gas emissions from waste incinerators.

Таким образом, внедрение установки позволит повысить эффективность сжигания газовых выбросов за счет улучшения условий их контакта с факелом топливного газа и продуктами его горения. Thus, the introduction of the installation will increase the efficiency of burning gas emissions by improving the conditions for their contact with the fuel gas flare and its combustion products.

Claims

Installation for burning gas emissions, including a combustion chamber with a burner placed in it, a housing in which a tubular heat exchanger is installed with gaps, bounded by a casing and tube sheets, a slotted heat exchanger communicated with each other by an air duct formed by a gap between the tube sheet and the case, and with a combustion chamber, while the nozzles for introducing gas emissions and removing purified gases are connected respectively with the tube and annular spaces of the heat exchanger, characterized in that the chamber the combustion is made in the form of a trihedral prism, the housing is placed on the verge of the prism, the tubular heat exchanger is installed horizontally in the housing and has staggered pipes, and the casing is made in the form of two parallel plates installed with a gap to the housing to form a slotted heat exchanger, while in the combustion chamber a torch divider is installed above the burner device.