RU2230989C2 - Furnace for after-burning of flue gases - Google Patents

Furnace for after-burning of flue gases Download PDF

Info

Publication number
RU2230989C2
RU2230989C2 RU2001124486/03A RU2001124486A RU2230989C2 RU 2230989 C2 RU2230989 C2 RU 2230989C2 RU 2001124486/03 A RU2001124486/03 A RU 2001124486/03A RU 2001124486 A RU2001124486 A RU 2001124486A RU 2230989 C2 RU2230989 C2 RU 2230989C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
flue gases
furnace
burning
air
gases
Prior art date
Application number
RU2001124486/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2001124486A (en
Inventor
Ю.П. Хлопотов (RU)
Ю.П. Хлопотов
Ю.Д. Морозов (RU)
Ю.Д. Морозов
Ю.В. Изингер (RU)
Ю.В. Изингер
Original Assignee
Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Технолог"
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 Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Технолог" filed Critical Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Технолог"
Priority to RU2001124486/03A priority Critical patent/RU2230989C2/en
Publication of RU2001124486A publication Critical patent/RU2001124486A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2230989C2 publication Critical patent/RU2230989C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Incineration Of Waste (AREA)

Abstract

FIELD: after-burning furnaces for burning domestic and industrial wastes.
SUBSTANCE: proposed cyclone-type after-burning furnace includes cylindrical housing, taper bottom with ash collector, cover with pipe for exhaust of combustion products and unit for delivery of flue gases into furnace which is mounted tangentially relative to cylindrical housing. Flue gas delivery unit is made in form of ejector with plasmatron mounted along its axis for ejecting flue gases by plasma jet of air-oxidizer.
EFFECT: simplified construction; intensification of after-burning process.
2 dwg

Description

Изобретение относится к печам дожига дымовых газов и может найти применение для решения экологических проблем при сжигании бытовых и промышленных отходов.The invention relates to flue gas afterburning furnaces and may find application for solving environmental problems in the combustion of domestic and industrial waste.

При сжигании отходов образуются дымовые газы, в которых содержатся продукты неполного сгорания и термического разложения.When waste is burnt, flue gases are formed which contain products of incomplete combustion and thermal decomposition.

В связи с этим большое значение имеет организация процесса дожигания горючих газов, содержащихся в дымовых газах.In this regard, the organization of the process of afterburning of combustible gases contained in flue gases is of great importance.

Известная камера дожигания отходящих (дымовых) газов (SU 473880 A, F 23 G 7/00, 14.06.1975) имеет сложную конструкцию: наличие газовых коллекторов для подачи горючих компонентов; многочисленные сопла, направленные радиально в камеру дожигания; наличие дополнительного вентилятора для подачи воздуха на горение; невысокая эффективность термического разложения горючих веществ вследствие низких скоростей и недостаточного перемешивания дымовых газов с воздухом в топке.The known chamber for the afterburning of exhaust (flue) gases (SU 473880 A, F 23 G 7/00, 06/14/1975) has a complex structure: the presence of gas manifolds for supplying combustible components; numerous nozzles directed radially into the afterburner; the presence of an additional fan for supplying combustion air; low efficiency of thermal decomposition of combustible substances due to low speeds and insufficient mixing of flue gases with air in the furnace.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению по совокупности признаков является печь дожига дымовых газов (US 3817712, F 23 G 7/06, 18.06.1971). Она состоит из цилиндрической камеры дожигания циклонного типа, патрубка для ввода дымовых газов и горелки для подачи продуктов горения топлива, установленных тангенциально к корпусу печи, патрубка для выхода продуктов сгорания и патрубка для отвода золы.Closest to the proposed invention in terms of features is a flue gas afterburner (US 3817712, F 23 G 7/06, 06/18/1971). It consists of a cylindrical cyclone-type afterburning chamber, a pipe for introducing flue gases and a burner for supplying fuel combustion products installed tangentially to the furnace body, a pipe for the exit of combustion products and a pipe for removing ash.

Недостатками этой печи являются наличие двух тангенциальных патрубков - ввода дымовых газов (выпускное отверстие) и продуктов горения топлива (из горелки) и недостаточная эффективность сжигания горючих компонентов в дымовых газах. Одно из условий интенсивного горения газообразных веществ - хорошее перемешивание горючих компонентов с окислителем-кислородом воздуха. Известная конструкция печи для дожигания дымовых газов не позволяет обеспечить высокое перемешивание. Дымовые газы, войдя в цилиндрический корпус тангенциально, встречаются с продуктами горения топлива, поступающими из форсунки, которые вводятся в цилиндрический корпус также тангенциально и в том же направлении. Эти два потока газов движутся по спирали, закрученные в одном направлении. Поскольку газы движутся в одном направлении, скорости газов выравниваются и тем самым ухудшается их перемешивание. В то же время скорости газовых потоков не велики, следовательно, не велико значение числа Рейнольдса, и поэтому перемешивание газов малоэффективно.The disadvantages of this furnace are the presence of two tangential nozzles - flue gas inlet (outlet) and fuel combustion products (from the burner) and the insufficient efficiency of burning combustible components in flue gases. One of the conditions for intense combustion of gaseous substances is good mixing of combustible components with an oxidizing agent, oxygen in the air. The known design of the furnace for afterburning flue gases does not allow for high mixing. Flue gases entering the cylindrical housing tangentially meet with the combustion products of fuel coming from the nozzle, which are introduced into the cylindrical housing also tangentially and in the same direction. These two streams of gases move in a spiral, twisted in one direction. As the gases move in one direction, the velocities of the gases are leveled and thereby their mixing is impaired. At the same time, the velocity of gas flows is not large, therefore, the Reynolds number is not large, and therefore the mixing of gases is ineffective.

Предлагаемым изобретением решается задача упрощения конструкции, интенсификация процесса дожигания горючих компонентов в дымовых газах.The present invention solves the problem of simplifying the design, the intensification of the process of afterburning of combustible components in flue gases.

Для решения сформулированной задачи в печи циклонного типа для дожигания дымовых газов, содержащей цилиндрический корпус, конусное днище с устройством для сбора золы, крышку с трубой для вывода продуктов сгорания и установленное тангенциально к цилиндрическому корпусу устройство для ввода дымовых газов в печь, устройство для ввода дымовых газов выполнено в виде смесителя эжекторного типа, по оси которого установлен плазмотрон, эжектирующий дымовые газы плазменной струей воздуха-окислителя.To solve the stated problem in a cyclone-type furnace for burning off flue gases, containing a cylindrical body, a conical bottom with a device for collecting ash, a cover with a pipe for discharging combustion products and a device for introducing flue gases into the furnace tangentially to the cylindrical body, a device for introducing flue gases of gases is made in the form of an ejector-type mixer, along the axis of which a plasmatron is installed, ejecting flue gases with a plasma jet of air-oxidizer.

Тангенциальное расположение устройства для ввода дымовых газов к цилиндрическому корпусу печи необходимо для сепарации твердых негорючих веществ из дымовых газов. Расположение плазмотрона по оси смесителя необходимо для использования плазменной струи воздуха в качестве эжектирующего газа.The tangential arrangement of the device for introducing flue gases to the cylindrical body of the furnace is necessary for the separation of solid non-combustible substances from flue gases. The location of the plasma torch along the axis of the mixer is necessary for using a plasma jet of air as an ejection gas.

Плазменная струя воздуха-окислителя всасывает дымовые газы, и в эжекторе происходит термическая обработка (деструкция и окисление) компонентов, входящих в состав дымовых газов. Вследствие высоких скоростей происходит интенсивное перемешивание газов.The plasma jet of the air-oxidizer absorbs flue gases, and in the ejector there is a thermal treatment (destruction and oxidation) of the components that make up the flue gases. Due to high speeds, intense mixing of gases occurs.

Плазмотрон выполняет роль рабочего сопла эжектора, из которого выходит рабочий (эжектирующий) поток высокотемпературной (5000-6000°С) плазменной струи воздуха окислителя. Плазмотрон выполняет две функции: 1 – источник тепловой энергии, 2 – рабочее сопло эжектора.The plasma torch plays the role of the working nozzle of the ejector, from which the working (ejecting) stream of a high-temperature (5000-6000 ° C) plasma jet of oxidizing air comes out. The plasma torch performs two functions: 1 - the source of thermal energy, 2 - the working nozzle of the ejector.

Печь дожига дымовых газов представлена на фиг.1 – общий вид и на фиг.2 – сечение по А-А. Она состоит из цилиндрического корпуса 1, конусного днища 2, крышки 3, трубы для выхода газов 4, плазмотрона 5, смесителя эжекторного типа 6.The flue gas afterburner is presented in figure 1 - General view and figure 2 - section aa. It consists of a cylindrical body 1, a conical bottom 2, a cover 3, a pipe for the exit of gases 4, a plasma torch 5, an ejector type mixer 6.

Печь работает следующим образом: дымовые газы поступают в смеситель эжекторного типа 6 через штуцер 7. В плазмотрон 5 через штуцер 13 поступает воздух, где он нагревается в электрической дуге до плазменного состояния, и плазменная струя воздуха-окислителя через сопло 10 поступает в смеситель эжекторного типа 6. В конфузоре 12 смесителя 6 дымовые газы предварительно перемешиваются с плазменной струей воздуха-окислителя и, увлекаемые ею, поступают в цилиндрическую часть 11 смесителя 6.The furnace operates as follows: flue gases enter the ejector type mixer 6 through the nozzle 7. Air enters the plasma torch 5 through the nozzle 13, where it is heated in an electric arc to a plasma state, and the plasma stream of the air-oxidizer through the nozzle 10 enters the ejector-type mixer 6. In the confuser 12 of the mixer 6, the flue gases are pre-mixed with a plasma jet of air-oxidizing agent and carried away by it, enter the cylindrical part 11 of the mixer 6.

Вследствие высоких скоростей газов происходит интенсивное перемешивание их и выравнивание температур. Регулирование температуры смеси газов производится изменением токовой нагрузки плазмотрона. С определенной, заданной температурой смесь газов поступает в цилиндрический корпус печи 1, где закрученный по спирали поток газов, отделившись от несгораемых твердых частиц, которые собираются в штуцере 9, поступает в трубу 4. Продукты горения выводятся из печи через штуцер 8. Деструкция и дожиг дымовых газов начинается в смесителе 6, и заканчивается дожиг в самой печи.Due to the high speeds of the gases, they are intensively mixed and the temperatures equalized. The temperature of the gas mixture is controlled by changing the current load of the plasma torch. With a certain, predetermined temperature, the gas mixture enters the cylindrical body of the furnace 1, where the spiral flow of gases, separated from the non-combustible solid particles that are collected in the nozzle 9, enters the pipe 4. The combustion products are removed from the furnace through the nozzle 8. Destruction and afterburning flue gas begins in the mixer 6, and ends afterburning in the furnace itself.

Таким образом, применение предлагаемой конструкции печи дожигания дымовых газов обеспечивает высокое перемешивание дымовых газов и плазменной струи воздуха-окислителя, что приводит к интенсификации процесса дожига, а также исключается необходимость подачи дополнительного воздуха в горелку для получения продуктов горения с высокой температурой, так как часть воздуха тратится на сжигание топлива. Применение данной конструкции печи позволяет использовать кинетическую энергию плазменной струи воздуха-окислителя в смесителе эжекторного типа для подсоса дымовых газов, а также упрощается конструкция самой печи.Thus, the application of the proposed design of a flue gas afterburner provides high mixing of flue gases and a plasma jet of air-oxidizer, which leads to an intensification of the afterburning process, and also eliminates the need to supply additional air to the burner to obtain combustion products with a high temperature, as part of the air spent on burning fuel. The use of this furnace design allows the kinetic energy of the plasma jet of air-oxidizer to be used in an ejector-type mixer for suction of flue gases, and the design of the furnace itself is also simplified.

К дополнительным положительным свойствам предлагаемой конструкции печи дожига дымовых газов можно отнести:Additional positive properties of the proposed design of the furnace flue gas afterburning include:

1. Высокая температура (5000-6000°С) плазменной струи воздуха-окислителя позволяет подвергнуть деструкции и сжечь высокотоксичные соединения, например хлорсодержащие углеводороды и др. (Температура продуктов горения природного газа с воздухом - 1875°С, керосина – 1930°С, бензина - 1970°С.) [А.М. Китаев, Я.А. Китаев. Справочная книга сварщика. М.: Машиностроение, 1985, стр. 173].1. The high temperature (5000-6000 ° C) of a plasma jet of air-oxidizing agent makes it possible to decompose and burn highly toxic compounds, for example, chlorine-containing hydrocarbons, etc. (The temperature of the combustion products of natural gas with air is 1875 ° C, of kerosene - 1930 ° C, of gasoline - 1970 ° C.) [A.M. Kitaev, Ya.A. Chinas. Welder reference book. M .: Engineering, 1985, p. 173].

2. Все частицы дымовых газов вынуждены проходить через высокотемпературную зону факела плазменной струи воздуха-окислителя, у которой температура 5000-6000°С.2. All flue gas particles are forced to pass through the high-temperature zone of the plume of a plasma jet of air-oxidizer, at which the temperature is 5000-6000 ° C.

Claims (1)

Печь циклонного типа для дожигания дымовых газов, содержащая цилиндрический корпус, конусное днище с устройством для сбора золы, крышку с трубой для вывода продуктов сгорания и установленное тангенциально к цилиндрическому корпусу устройство для ввода дымовых газов в печь, отличающаяся тем, что устройство для ввода дымовых газов выполнено в виде смесителя эжекторного типа, по оси которого установлен плазмотрон, эжектирующий дымовые газы плазменной струей воздуха-окислителя.A cyclone-type furnace for flue gas afterburning, comprising a cylindrical body, a conical bottom with a device for collecting ash, a cover with a pipe for discharging combustion products and a device for introducing flue gases into the furnace tangentially to the cylindrical body, characterized in that the device for introducing flue gases made in the form of an ejector-type mixer, along the axis of which a plasmatron is installed, ejecting flue gases with a plasma jet of air-oxidizer.
RU2001124486/03A 2001-09-03 2001-09-03 Furnace for after-burning of flue gases RU2230989C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001124486/03A RU2230989C2 (en) 2001-09-03 2001-09-03 Furnace for after-burning of flue gases

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001124486/03A RU2230989C2 (en) 2001-09-03 2001-09-03 Furnace for after-burning of flue gases

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2001124486A RU2001124486A (en) 2003-07-27
RU2230989C2 true RU2230989C2 (en) 2004-06-20

Family

ID=32845354

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001124486/03A RU2230989C2 (en) 2001-09-03 2001-09-03 Furnace for after-burning of flue gases

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2230989C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101995026B (en) * 2009-08-27 2014-03-26 上海至纯洁净系统科技有限公司 Silane combustor
RU2805103C1 (en) * 2022-12-15 2023-10-11 Общество с ограниченной ответственностью "Полимет Трейдинг" Gas release and afterburning unit

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101995026B (en) * 2009-08-27 2014-03-26 上海至纯洁净系统科技有限公司 Silane combustor
RU2805103C1 (en) * 2022-12-15 2023-10-11 Общество с ограниченной ответственностью "Полимет Трейдинг" Gas release and afterburning unit
RU2805103C9 (en) * 2022-12-15 2024-02-29 Общество с ограниченной ответственностью "Полимет Трейдинг" Gas release and afterburning unit

Similar Documents

Publication Publication Date Title
IL89932A (en) Toxic substance thermal decomposition furnace and method
EP0304879A3 (en) Method and incinerator for combustion of waste
US5213492A (en) Combustion method for simultaneous control of nitrogen oxides and products of incomplete combustion
US7270539B1 (en) Method and apparatus for destruction of vapors and waste streams using flash oxidation
RU2230989C2 (en) Furnace for after-burning of flue gases
US5242295A (en) Combustion method for simultaneous control of nitrogen oxides and products of incomplete combustion
US4764105A (en) Waste combustion system
EP0499184B1 (en) Combustion method for simultaneous control of nitrogen oxides and products of incomplete combustion
KR20050018472A (en) subsidiary incinerator
RU2350838C1 (en) High-temperature cyclone reactor
EP1071912B1 (en) Method and apparatus for the prevention of global warming, through elimination of hazardous exhaust gases of waste and/or fuel burners
RU2349836C1 (en) Method for burning of liquid fuel and liquid combustible wastes and device for its realisation
RU2354886C1 (en) Cyclone furnace extension
RU2013691C1 (en) Cyclone precombustion chamber of boiler
SU1132112A1 (en) Cyclone furnace for fire detoxication of waste
RU2306481C1 (en) Burner
RU2210030C2 (en) Method and reactor for thermal decontamination of waste gases of commercial carbon production process
JP2002061808A (en) Burner for liquid fuel combustion device
RU2093750C1 (en) Method and device for gas combustion
JP2619973B2 (en) Ultra low pollutant emission combustion method and equipment
SU1605092A1 (en) Apparatus for incinerating industrial waste
SU1191685A1 (en) Waste incineration plant
SU1814714A3 (en) Swirl combustion chamber
RU2153716C1 (en) Secondary-combustion device for exit gases formed in burning radioactive and toxic wastes
RU2181183C2 (en) Dust-system

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20070904