RU2760859C1 - Method and device for quenching and purification of high-temperature gases from solid particles - Google Patents

Method and device for quenching and purification of high-temperature gases from solid particles Download PDF

Info

Publication number
RU2760859C1
RU2760859C1 RU2020140654A RU2020140654A RU2760859C1 RU 2760859 C1 RU2760859 C1 RU 2760859C1 RU 2020140654 A RU2020140654 A RU 2020140654A RU 2020140654 A RU2020140654 A RU 2020140654A RU 2760859 C1 RU2760859 C1 RU 2760859C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cooling
gas
diameter
cylindrical part
gases
Prior art date
Application number
RU2020140654A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ярослав Александрович Бирюков
Григорий Исакович Двоскин
Николай Алексеевич Зройчиков
Кирилл Александрович Лунин
Сергей Александрович Фадеев
Original Assignee
Акционерное общество "Энергетический институт им. Г.М. Кржижановского" (АО ЭНИН")
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 Акционерное общество "Энергетический институт им. Г.М. Кржижановского" (АО ЭНИН") filed Critical Акционерное общество "Энергетический институт им. Г.М. Кржижановского" (АО ЭНИН")
Priority to RU2020140654A priority Critical patent/RU2760859C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2760859C1 publication Critical patent/RU2760859C1/en

Links

Images

Classifications

    • 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
    • F23G5/02Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment
    • F23G5/027Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment pyrolising or gasifying stage

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Cyclones (AREA)

Abstract

FIELD: heat exchange technology.
SUBSTANCE: invention relates to heat exchange technology, methods and devices for the environmentally safe thermal destruction of solid medical waste containing organochlorine components, and can be used in processes with waste high-temperature dusty gases. The solved technical problem: high-speed, up to 1500°C/s, gas cooling with its simultaneous dedusting. A method for solving the technical problem: cooling of a dusty high-temperature gas is carried out by its interaction with a cold gas flow in the mode of vortex interaction of two counter-displaced swirling flows, during which the trajectory of the cooled gas mixture is arranged in the form of a narrowing, rotating vortex flow, which ensures the separation of solid inclusions from it due to centrifugal forces. The device that ensures the achievement of the expected result contains a vertical housing with a lid, gas inlet and outlet pipes and a solid particle outlet device. The upper cylindrical part of the housing is equipped with two inlet pipes for cooled and cooling gases, introduced in the same plane, tangentially from opposite directions. The diameters of the nozzles are the same and equal to 0.43 of the diameter of the housing. The height of the cylindrical part of the body is equal to 1.5-2.0 of its diameter. The lower part of the body has the shape of a cone and is equipped with a solid particles collection chamber with a sluice device for unloading them. Inside the cylindrical part of the housing, the confuser of the outlet of the cooled gas mixture is coaxially located, the inlet section of which is located at a distance of 0.3-0.7 of the diameter of the cylindrical part of the housing vertically from the axis of the inlet pipes and has a diameter of 0.7-0.9 of the diameter of the cylindrical part. The cooling gas pipe is equipped with a regulating device with a fan.
EFFECT: high-speed, up to 1500°C/s, gas cooling with its simultaneous dedusting.
2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к теплообменной технике, способам и устройствам для экологически безопасного термического уничтожения твердых отходов, в том числе медицинских, содержащих хлорорганические компоненты, и может быть использовано в процессах с отходящими высокотемпературными запыленными газами в коммунальном хозяйстве, энергетике, химической, металлургической и нефтехимической промышленностях.The invention relates to heat exchange equipment, methods and devices for environmentally safe thermal destruction of solid waste, including medical, containing organochlorine components, and can be used in processes with high-temperature dusty gases in the utilities, energy, chemical, metallurgical and petrochemical industries.

Во многих производственных процессах существует проблема быстрого охлаждения высокотемпературных запыленных газов. Например, в нефтехимической промышленности пиролизные установки должны быть снабжены средствами закалки газов пиролиза для предотвращения вторичных реакций. Чтобы потери олефинов не превысили допустимого уровня, время закалочного охлаждения газов (с 950°С до 650°С) не должно превышать 0,03-0,05 секунды.In many industrial processes, there is a problem of rapid cooling of high-temperature dusty gases. For example, in the petrochemical industry, pyrolysis plants must be equipped with means for quenching pyrolysis gases to prevent secondary reactions. To prevent the loss of olefins from exceeding the permissible level, the time for quenching the cooling of gases (from 950 ° C to 650 ° C) should not exceed 0.03-0.05 seconds.

Особенно остро эта проблема стоит при термической утилизации методом пиролиза хлорсодержащих медицинских отходов, так как, по литературным данным [1, 2] образование полихлорированных дибензо-пара-диоксинов ((ПХДД) и дибензофуранов (ПХДФ) (при совместном упоминании ПХДД/Ф), являющихся высокотоксичными стойкими органическими загрязнителями, происходит в основном в низкотемпературной области при охлаждении продуктов сгорания в результате гетерогенных каталитических реакций на поверхности твердых частиц. Дымовые газы, образующиеся в результате сжигания продуктов пиролиза, необходимо быстро обеспылить и охладить для предотвращения возможности повторного синтеза диоксинов и фуранов на поверхности твердых частиц. Наиболее вероятной температурной зоной образования диоксинов и фуранов при охлаждении отходящих дымовых газов является интервал температур 250-450°С, т.к. при температурах ниже 250°С скорости образования ПХДД/Ф значительно снижаются [3]. Для исключения такой возможности необходимо продукты сгорания максимально быстро обеспылить и охладить до температуры ниже ~250°С.This problem is especially acute during thermal utilization by pyrolysis of chlorine-containing medical waste, since, according to literature data [1, 2], the formation of polychlorinated dibenzo-para-dioxins ((PCDD) and dibenzofurans (PCDF) (with the joint mention of PCDD / F), which are highly toxic persistent organic pollutants, occurs mainly in the low-temperature region when cooling the combustion products as a result of heterogeneous catalytic reactions on the surface of solid particles. The most probable temperature zone for the formation of dioxins and furans during cooling of exhaust flue gases is the temperature range of 250-450 ° C, because at temperatures below 250 ° C, the rates of formation of PCDD / F are significantly reduced [3]. opportunities need pr Dedust the combustion products as quickly as possible and cool to temperatures below ~ 250 ° С.

Известен способ сжигания хлорсодержащих твердых отходов и устройство для его осуществления [4], заключающийся в сжигании отходов в печи, дожигании газообразных продуктов неполного сжигания, путем подвода в зону дожигания высококалорийных горючих компонентов и воздуха, с последующим резким охлаждением продуктов дожигания в аппарате резкого охлаждения путем подвода охлаждающей жидкости в режиме пленочного течения, как в периферийные, так и в центральные зоны потока продуктов дожигания.There is a known method of burning chlorine-containing solid waste and a device for its implementation [4], which consists in burning waste in a furnace, afterburning gaseous products of incomplete combustion, by supplying high-calorie combustible components and air to the afterburning zone, followed by sharp cooling of the afterburning products in a quencher by supplying the coolant in the film flow regime, both in the peripheral and in the central zones of the flow of the afterburning products.

Недостатком этого способа охлаждения является необходимость ввода в процесс дополнительного рабочего тела - жидкости, с последующей проблемой ее выведения из потока.The disadvantage of this cooling method is the need to introduce an additional working fluid - a liquid - into the process, followed by the problem of removing it from the flow.

Известен аппарат для закалки газов пиролиза [5], содержащий внешнюю и внутреннюю трубы, патрубки подвода и отвода газов пиролиза, патрубки подвода и отвода охлаждающей среды, и струйный эжектор, включающий сопло, приемную камеру и камеру смешения. Сопло соединено с патрубком подвода газов пиролиза. Внутренняя труба одним из концов соединена с камерой смешения, а другим концом через тройник соединена с приемной камерой и патрубком отвода газов пиролиза.Known apparatus for quenching pyrolysis gases [5], containing external and internal pipes, pipes for inlet and outlet of pyrolysis gases, pipes for inlet and outlet of the cooling medium, and a jet ejector, including a nozzle, a receiving chamber and a mixing chamber. The nozzle is connected to the pyrolysis gas supply pipe. The inner pipe is connected at one end to the mixing chamber, and at the other end through a tee it is connected to the receiving chamber and the pyrolysis gas outlet.

Поступающие из патрубка подвода горячие газы пиролиза формируются соплом эжектора в струю, которая подсасывает находящиеся в приемной камере охлажденные газы, имеющие температуру 650°С. Перемещаясь по внутренней трубе, смесь газов охлаждается, отдавая свое тепло среде, протекающей в зазоре между внешней и внутренней трубами. Часть охлажденной смеси поступает в приемную камеру, а часть выводится из аппарата.The hot gases of pyrolysis coming from the inlet pipe are formed by the ejector nozzle into the jet, which sucks in the cooled gases in the receiving chamber having a temperature of 650 ° C. Moving along the inner pipe, the gas mixture cools, giving off its heat to the medium flowing in the gap between the outer and inner pipes. Part of the cooled mixture enters the receiving chamber, and part is removed from the apparatus.

Недостатком устройства является то, что взаимодействие между охлаждаемым и охлаждающим газами происходит в режиме спутных потоков, характеризующихся низкими значениями коэффициентов теплопередачи и устройство не предусматривает выделения из газа твердых включений.The disadvantage of the device is that the interaction between the cooled and cooling gases occurs in cocurrent flows characterized by low values of heat transfer coefficients and the device does not provide for the separation of solid inclusions from the gas.

Известно устройство [6], выполненное в виде двухтрубной конструкции, состоящей из наружной и внутренней труб, образующих между собой кольцевой канал и зону смешивания, находящуюся перед внутренней трубой. Высокотемпературные газы поступают в устройство и в зоне смешивания смешиваются с охлаждающими газами, поступающими в эту зону в виде вихревого потока, следующего по спиральной траектории сверху вниз через кольцевой канал между наружной и внутренней трубами. Смешанные газы затем выводятся снизу - вверх через внутреннюю трубу для обработки на последующих стадиях процесса.Known device [6], made in the form of a two-pipe structure, consisting of outer and inner pipes, forming between themselves an annular channel and a mixing zone located in front of the inner pipe. High-temperature gases enter the device and in the mixing zone are mixed with cooling gases entering this zone in the form of a vortex flow following a spiral path from top to bottom through an annular channel between the outer and inner pipes. The mixed gases are then discharged from the bottom up through the inner tube for treatment in subsequent stages of the process.

Недостатком устройства является то, что из-за вращательного движения потока охлаждающего газа, он в зоне смешивания взаимодействует только с периферийными слоями охлаждаемого газа, а основное взаимодействие между охлаждаемым и охлаждающим газами происходит уже во внутренней трубе в режиме спутных потоков, характеризующихся низкими значениями коэффициентов теплопередачи.The disadvantage of the device is that due to the rotational movement of the cooling gas flow, it interacts in the mixing zone only with the peripheral layers of the gas to be cooled, and the main interaction between the cooled and cooling gases occurs already in the inner tube in cocurrent flow mode, characterized by low values of heat transfer coefficients ...

Другим недостатком устройства является то, что охлаждающий и частично охлажденный потоки газов двигаются в режиме противотока и, вследствие теплообмена через стенку внутренней трубы, взаимно отрицательно влияют на задачу устройства - охлаждающий газ нагревается еще до прямого контакта с охлаждаемым газом.Another disadvantage of the device is that the cooling and partially cooled gas streams move in countercurrent mode and, due to heat exchange through the wall of the inner tube, mutually negatively affect the task of the device - the cooling gas is heated even before direct contact with the cooled gas.

Еще одним недостатком устройства является то, что устройство не предусматривает выделения из газа твердых включений, и частицы пыли и конденсируемые компоненты, находящиеся в охлаждаемом газе, оседают на внутренней поверхности охлаждаемой снаружи внутренней трубы, постепенно изменяя гидродинамические условия движения газов.Another disadvantage of the device is that the device does not provide for the release of solid inclusions from the gas, and dust particles and condensable components in the cooled gas settle on the inner surface of the inner tube cooled from the outside, gradually changing the hydrodynamic conditions of gas movement.

Известно большое количество инерционных пылеотделителей для сухой очистки газов от пыли, но они не обеспечивают охлаждения газов.A large number of inertial dust separators are known for dry cleaning of gases from dust, but they do not provide cooling of gases.

Известен циклон для очистки и охлаждения высокотемпературных и запыленных газов [7], содержащий корпус с тангенциальным входным патрубком, осевую выхлопную трубу, стенки которой выполнены из тепловых труб с испарительными и конденсационными зонами.Known cyclone for cleaning and cooling high-temperature and dusty gases [7], containing a housing with a tangential inlet pipe, an axial exhaust pipe, the walls of which are made of heat pipes with evaporation and condensation zones.

Недостатками устройства являются необходимость использования внешнего хладоагента и сравнительно низкий коэффициент теплопередачи через стенку, не позволяющий осуществлять требуемое высокоскоростное охлаждение газа.The disadvantages of the device are the need to use an external refrigerant and a relatively low coefficient of heat transfer through the wall, which does not allow the required high-speed cooling of the gas.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ охлаждения высокотемпературного газа путем контактного взаимодействия «горячего» и «холодного» газов в устройстве, содержащем цилиндрический корпус с встречно расположенными патрубками ввода газов и конический нижний участок, заканчивающийся патрубком вывода охлажденной смеси газов [8]. Основным принципом работы аппарата является смешение потока горячих продуктов сгорания с воздухом комнатной температуры и дальнейшее вихреобразное движение газовоздушного потока.Closest to the claimed invention is a method of cooling a high-temperature gas by contact interaction of "hot" and "cold" gases in a device containing a cylindrical body with opposed gas inlet pipes and a conical lower section ending with a cooled gas mixture outlet pipe [8]. The main principle of the apparatus is mixing the flow of hot combustion products with air at room temperature and further vortex-like movement of the gas-air flow.

Недостатком данного устройства является отсутствие возможности выделения из газового потока твердых включений, например коксозольных частиц, присутствующих в продуктах сгорания.The disadvantage of this device is the lack of the possibility of separating solid inclusions from the gas stream, for example, coke-ash particles present in the combustion products.

Другим недостатком устройства является отсутствие возможности регулирования температуры образующейся смеси газов.Another disadvantage of the device is the inability to control the temperature of the resulting gas mixture.

Техническим результатом, на достижение которого направлено данное изобретение, является высокоскоростное (до 1500°С/с) охлаждение газа с его одновременным обеспыливанием.The technical result to be achieved by this invention is a high-speed (up to 1500 ° C / s) gas cooling with its simultaneous dust removal.

Технический результат достигается тем, что охлаждение запыленного высокотемпературного газа осуществляют путем его взаимодействия с потоком холодного газа, например атмосферного воздуха, в режиме вихревого взаимодействия двух встречно-смещенных закрученных потоков, в ходе которого организуют траекторию движения охлажденной смеси газов в виде сужающегося, вращающегося вихревого потока, обеспечивающего выделение из него твердых включений за счет центробежных сил.The technical result is achieved in that the dusty high-temperature gas is cooled by interacting with a flow of cold gas, for example, atmospheric air, in the mode of vortex interaction of two counter-displaced swirling flows, during which the trajectory of the cooled gas mixture is organized in the form of a converging, rotating vortex flow , ensuring the separation of solid inclusions from it due to centrifugal forces.

Устройство, обеспечивающее достижение заявленного технического результата, содержит вертикальный корпус с крышкой, патрубками ввода и вывода газов и устройство вывода твердых частиц. Верхняя цилиндрическая часть корпуса снабжена двумя патрубками ввода - охлаждаемого и охлаждающего газов, введенными в одной плоскости, тангенциально с противоположных направлений. Диаметры патрубков одинаковы и равны 0,43 диаметра корпуса. Высота цилиндрической части корпуса равна 1,5-2,0 его диаметра. Нижняя часть корпуса имеет форму конуса и снабжена камерой сбора твердых частиц с шлюзовым устройством их выгрузки. Внутри цилиндрической части корпуса коаксиально расположен конфузор патрубка вывода охлажденной смеси газов, входной срез которого размещен на расстоянии 0,3-0,7 диаметра цилиндрической части корпуса по вертикали от оси входных патрубков и имеет диаметр 0,7-0,9 диаметра цилиндрической части. Патрубок охлаждающего газа снабжен регулирующим устройством с вентилятором.The device that ensures the achievement of the claimed technical result comprises a vertical body with a cover, gas inlet and outlet pipes and a solid particles outlet. The upper cylindrical part of the body is equipped with two inlet pipes - cooled and cooling gases, introduced in the same plane, tangentially from opposite directions. The diameters of the branch pipes are the same and equal to 0.43 of the body diameter. The height of the cylindrical part of the body is equal to 1.5-2.0 of its diameter. The lower part of the body has the shape of a cone and is equipped with a chamber for collecting solid particles with a sluice device for their unloading. Inside the cylindrical part of the body, a converging pipe for the outlet of the cooled gas mixture is coaxially located, the inlet cut of which is located at a distance of 0.3-0.7 of the diameter of the cylindrical part of the body vertically from the axis of the inlet pipes and has a diameter of 0.7-0.9 of the diameter of the cylindrical part. The cooling gas branch pipe is equipped with a regulating device with a fan.

Сущность предлагаемого технического решения иллюстрируется фиг. 1 и фиг. 2. Представлен чертеж устройства (фиг. 1) и график снижения температуры (фиг. 2).The essence of the proposed technical solution is illustrated in Fig. 1 and FIG. 2. Shown is a drawing of the device (Fig. 1) and a graph of temperature reduction (Fig. 2).

Устройство содержит корпус с крышкой 1, патрубок ввода охлаждающего газа 2, патрубок ввода охлаждаемого газа 3, патрубок вывода охлажденной газовой смеси 4, камеру сбора твердых частиц 5 с шлюзовым устройством, регулятор расхода охлаждающего газа 6.The device contains a housing with a cover 1, a cooling gas inlet 2, a cooled gas inlet 3, a cooled gas mixture outlet 4, a solid particle collection chamber 5 with a sluice device, a cooling gas flow regulator 6.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Подачу в устройство охлаждаемого газа, например, дымовых газов от сжигания продуктов пиролиза, производят через входной патрубок 3 за счет перепада давления, создаваемого вентилятором, расположенным на линии входного патрубка охлаждающего газа 2 и дымососом, расположенным на линии выходного патрубка 4, через который выводится охлажденная смесь газов. Подачу охлаждающего газа, например атмосферного воздуха, осуществляют через патрубок 2 за счет давления, создаваемого вентилятором и разрежения, создаваемого дымососом. Количество поступающего воздуха регулируют устройством 6. Выгрузку из камеры сбора твердых частиц 5, расположенной в нижней части корпуса 1, производят периодически, по мере накопления через шлюзовое устройство.The supply of cooled gas, for example, flue gases from the combustion of pyrolysis products, to the device is carried out through the inlet pipe 3 due to the pressure difference created by a fan located on the line of the cooling gas inlet pipe 2 and a smoke exhauster located on the line of the outlet pipe 4, through which the cooled mixture of gases. The supply of cooling gas, for example atmospheric air, is carried out through the branch pipe 2 due to the pressure created by the fan and the vacuum created by the smoke exhauster. The amount of incoming air is regulated by the device 6. Unloading from the solid particles collection chamber 5, located in the lower part of the housing 1, is performed periodically, as it accumulates through the sluice device.

Пример. На экспериментальном стенде АО «ЭНИН» проведен опыт по термическому уничтожению 17 кг смеси медицинских отходов с ПВХ, содержащей, 319 граммов хлора, входящего в состав ПВХ, методом пиролиза с последующим сжиганием образующейся парогазовой смеси. Продукты сгорания парогазовой смеси, охлаждались в вихревом охладителе от температуры 700°С до 200°С со скоростью 1500°С/с. Количество собранного зольного остатка - 165 грамм. Температура воздуха 20°С. График температурного режима охлаждения представлен на Фиг. 2. Измеренная концентрация ПХДД/ПХДФ в отходящих газах составила 0,03 нгДЭ/Нм3 при О2 11%, что ниже европейского норматива (0,1 нгДЭ/Нм3) (ДЭ -диоксиновый эквивалент токсичности).Example. An experiment on thermal destruction of 17 kg of a mixture of medical waste with PVC, containing 319 grams of chlorine, which is part of PVC, was carried out at the experimental stand of JSC "ENIN" by pyrolysis followed by combustion of the resulting vapor-gas mixture. The combustion products of the vapor-gas mixture were cooled in a vortex cooler from a temperature of 700 ° C to 200 ° C at a rate of 1500 ° C / s. The amount of the collected ash residue is 165 grams. Air temperature 20 ° С. The graph of the temperature regime of cooling is shown in Fig. 2. The measured concentration of PCDD / PCDF in waste gases was 0.03 ngDE / Nm 3 at O 2 11%, which is lower than the European standard (0.1 ngDE / Nm 3 ) (DE is the dioxin equivalent of toxicity).

Таким образом:In this way:

Снабжение корпуса двумя, введенными тангенциально и противоположно направленными патрубками обеспечивает сложное взаимодействие «горячего» и «холодного» потоков газов - одновременно происходит частичное соударение встречно-смещенных струй и переход образующейся смеси газов во вращательное вихревое движение. При таких условиях происходит интенсивное смешивание газов с одновременной турбулизацией, что кардинально интенсифицирует процессы тепломассопереноса, и обеспечивает высокую (около 1500°С/с) скорость охлаждения газа [5]. При выбранных соотношениях размеров процесс охлаждения практически завершается на выходе из конфузора выходного патрубка охлажденных газов.The supply of the body with two tangentially and oppositely directed nozzles provides a complex interaction of "hot" and "cold" gas flows - at the same time there is a partial collision of counter-displaced jets and the transition of the resulting gas mixture into rotational vortex motion. Under such conditions, intensive mixing of gases occurs with simultaneous turbulization, which radically intensifies the processes of heat and mass transfer, and provides a high (about 1500 ° C / s) rate of gas cooling [5]. With the selected aspect ratios, the cooling process is practically completed at the outlet from the confuser of the outlet pipe of cooled gases.

Размещение входного среза конфузора патрубка охлажденной смеси газов внутри цилиндрической части корпуса устройства на расстоянии 0,3-0,7 диаметра цилиндрической части корпуса от оси входных патрубков газов обеспечивает траекторию движения смеси газов, в виде вихревого потока, сохраняющего скорость закручивания, способствующую наиболее полному удалению твердых частиц из потока. За счет центробежных сил происходит выбрасывание частиц пыли из потока на стенку корпуса, по которой слой пыли сползает в его нижнюю часть через кольцевой зазор между стенкой корпуса и стенкой конфузора (зазор составляет 0,05-0,15 от диаметра цилиндрической части корпуса), что снижает вероятность возврата твердых частиц в уходящий поток.The placement of the inlet cut of the confuser of the chilled gas mixture branch pipe inside the cylindrical part of the device body at a distance of 0.3-0.7 of the diameter of the cylindrical part of the body from the axis of the gas inlet branch pipes provides the trajectory of the gas mixture movement, in the form of a vortex flow, maintaining the swirling speed, contributing to the most complete removal solid particles from the stream. Due to centrifugal forces, dust particles are ejected from the stream onto the housing wall, along which the dust layer slides into its lower part through the annular gap between the housing wall and the confuser wall (the gap is 0.05-0.15 of the diameter of the cylindrical part of the housing), which reduces the likelihood of solids returning to the effluent stream.

Размещение входного среза конфузора патрубка охлажденной смеси газов внутри цилиндрической части корпуса устройства на расстоянии 0,3-0,7 диаметра цилиндрической части корпуса от оси входных патрубков обеспечивает требуемую скорость охлаждения и, соответственно, время пребывания газа в устройстве.Placing the inlet cut of the confuser of the cooled gas mixture pipe inside the cylindrical part of the device body at a distance of 0.3-0.7 of the diameter of the cylindrical part of the body from the axis of the inlet pipes ensures the required cooling rate and, accordingly, the gas residence time in the device.

Обеспечение патрубка ввода охлаждающего газа регулирующим устройством позволяет изменять количество поступающего газа и, тем самым, регулировать конечную температуру охлажденной смеси газов.Providing the cooling gas inlet pipe with a regulating device allows you to change the amount of incoming gas and, thereby, to regulate the final temperature of the cooled gas mixture.

Снабжение нижней части корпуса камерой сбора твердых частиц с шлюзовым устройством обеспечивает герметичность системы при выгрузке.The supply of the lower part of the housing with a solid particle collection chamber with a sluice device ensures the tightness of the system during unloading.

Таким образом, заявленное техническое решение обеспечивает обеспыливание и высокоскоростное охлаждение потока газа.Thus, the claimed technical solution provides dedusting and high-speed cooling of the gas stream.

Источники информации:Sources of information:

1. Hunsinger Н., Jay К., Vehlow J. Formation and destruction of PCDD/F inside a grate furnace // Organohalogen Compounds. - 2000.- V. 46, - P. 86-89.1. Hunsinger H., Jay K., Vehlow J. Formation and destruction of PCDD / F inside a grate furnace // Organohalogen Compounds. - 2000.- V. 46, - P. 86-89.

2. Ballschmiter K., Swerev M. // Z. Anal. Chem. - 1987. - V.328. - P. 125-127.2. Ballschmiter K., Swerev M. // Z. Anal. Chem. - 1987. - V.328. - P. 125-127.

3. Петров В.Г. Термодинамические и кинетические расчеты для выбора параметров процессов обезвреживания диоксиногенных отходов методом сжигания. Институт прикладной механики УрО РАН, том 2, 2010, №1.3. Petrov V.G. Thermodynamic and kinetic calculations for the selection of parameters for the processes of neutralization of dioxinogenic waste by incineration. Institute of Applied Mechanics, Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, vol. 2, 2010, no. 1.

4. Способ сжигания хлорсодержащих отходящих газов и устройство для его осуществления//Патент RU 2506498/ Кузнецов И.П, Хайбулин Р.Г.4. Method of combustion of chlorine-containing waste gases and a device for its implementation // Patent RU 2506498 / Kuznetsov I.P., Khaibulin R.G.

5. Способ получения низших олефинов, реактор для пиролиза и аппарат для закалки газов пиролиза// Патент RU 2124039 /Бушуев В.А.5. Method for producing lower olefins, reactor for pyrolysis and apparatus for quenching pyrolysis gases // Patent RU 2124039 / Bushuev V.A.

6. Method and apparatus for cooling exhaust gas from bypass of kiln// EP 0927707 /Kaneko. 25.06.1998,.07.07.1999.6. Method and apparatus for cooling exhaust gas from bypass of kiln // EP 0927707 / Kaneko. 06/25/1998, 07/07/1999.

7. Циклон для очистки и охлаждения высокотемпературных и запыленных газов // Патент SU1144732/ Старков Л.А., Домрачев B.C. / Опубл. 07.07.1985.7. Cyclone for cleaning and cooling high-temperature and dusty gases // Patent SU1144732 / Starkov LA, Domrachev B.C. / Publ. 07.07.1985.

8. Зройчиков Н.А., Фадеев С.А., Бирюков Я.А., Пай А.В., Тарасов Г.А. Компьютерное моделирование тепломассобмена в контактном вихревом газоохладителе и верификация результатов расчета на физической модели // Наука сегодня: реальность и перспективы: Международная научно-практическая конференция, г. Вологда, 2019. - с. 21-23.8. Zroichikov N.A., Fadeev S.A., Biryukov Ya.A., Pai A.V., Tarasov G.A. Computer simulation of heat and mass transfer in a contact vortex gas cooler and verification of calculation results on a physical model // Science today: reality and prospects: International scientific and practical conference, Vologda, 2019. - p. 21-23.

Claims (2)

1. Способ закалки и очистки от пыли высокотемпературных газов, состоящий в том, что охлаждение запыленного высокотемпературного газа осуществляют путем его прямого контакта с потоком атмосферного воздуха в режиме вихревого взаимодействия двух встречно-смещенных потоков, а траекторию движения охлажденной смеси организуют в виде сужающегося, вращающегося вихревого потока, обеспечивающего выделение из него твердых включений за счет центробежных сил.1. A method of quenching and cleaning high-temperature gases from dust, consisting in the fact that the dusty high-temperature gas is cooled by direct contact with the flow of atmospheric air in the mode of vortex interaction of two counter-displaced flows, and the trajectory of the cooled mixture is organized in the form of a converging, rotating vortex flow, ensuring the separation of solid inclusions from it due to centrifugal forces. 2. Устройство для закалки и очистки высокотемпературных газов от твердых частиц, содержащее вертикальный цилиндрический корпус с крышкой, патрубки ввода и вывода газов и нижнюю часть корпуса, имеющую форму усеченного конуса, отличающееся тем, что верхняя цилиндрическая часть корпуса снабжена двумя патрубками ввода охлаждаемого и охлаждающего газов, имеющими одинаковые диаметры, равные 0,43 диаметра цилиндрической части корпуса, и введенными в его верхнюю часть в одной плоскости, тангенциально с противоположных направлений, а нижняя часть корпуса имеет форму усеченного конуса и снабжена коаксиально расположенным по оси конуса конфузором патрубка вывода охлажденной и обеспыленной смеси газов, входной срез которого размещен на расстоянии 0,3-0,7 диаметра цилиндрической части корпуса по вертикали от оси входных патрубков и имеет диаметр 0,7-0,9 диаметра цилиндрической части корпуса, нижняя конусная часть устройства снабжена камерой сбора твердых частиц с шлюзовым устройством для вывода пыли, а патрубок ввода охлаждающего газа снабжен регулирующим устройством.2. A device for quenching and cleaning high-temperature gases from solid particles, containing a vertical cylindrical body with a cover, gas inlet and outlet pipes and a lower part of the body having the shape of a truncated cone, characterized in that the upper cylindrical part of the body is equipped with two cooling and cooling inlet pipes gases having the same diameters equal to 0.43 of the diameter of the cylindrical part of the body, and introduced into its upper part in one plane, tangentially from opposite directions, and the lower part of the body has the shape of a truncated cone and is equipped with a confuser located coaxially along the axis of the cone for the outlet of the cooled and dust-free mixture of gases, the inlet cut of which is located at a distance of 0.3-0.7 of the diameter of the cylindrical part of the body vertically from the axis of the inlet pipes and has a diameter of 0.7-0.9 of the diameter of the cylindrical part of the body, the lower conical part of the device is equipped with a chamber for collecting solid particles with a sluice device for removing dust and, and the cooling gas inlet is equipped with a regulating device.
RU2020140654A 2020-12-10 2020-12-10 Method and device for quenching and purification of high-temperature gases from solid particles RU2760859C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020140654A RU2760859C1 (en) 2020-12-10 2020-12-10 Method and device for quenching and purification of high-temperature gases from solid particles

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020140654A RU2760859C1 (en) 2020-12-10 2020-12-10 Method and device for quenching and purification of high-temperature gases from solid particles

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2760859C1 true RU2760859C1 (en) 2021-12-01

Family

ID=79173977

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020140654A RU2760859C1 (en) 2020-12-10 2020-12-10 Method and device for quenching and purification of high-temperature gases from solid particles

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2760859C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2124039C1 (en) * 1998-02-27 1998-12-27 Товарищество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная фирма "Пальна" Method of preparing lower olefins, reactor for pyrolysis of hydrocarbons, and apparatus for hardening pyrolysis gases
RU2385438C1 (en) * 2009-01-15 2010-03-27 Олег Савельевич Кочетов System for utilisation of moist carbon containing wastes
RU104672U1 (en) * 2010-12-14 2011-05-20 Валерий Григорьевич Лурий SOLID WASTE PROCESSING PLANT
EA027075B1 (en) * 2010-06-11 2017-06-30 Мицубиси Хеви Индастриз Энвайронментал Энд Кемикал Инджиниринг Ко., Лтд. Melting equipment

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2124039C1 (en) * 1998-02-27 1998-12-27 Товарищество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная фирма "Пальна" Method of preparing lower olefins, reactor for pyrolysis of hydrocarbons, and apparatus for hardening pyrolysis gases
RU2385438C1 (en) * 2009-01-15 2010-03-27 Олег Савельевич Кочетов System for utilisation of moist carbon containing wastes
EA027075B1 (en) * 2010-06-11 2017-06-30 Мицубиси Хеви Индастриз Энвайронментал Энд Кемикал Инджиниринг Ко., Лтд. Melting equipment
RU104672U1 (en) * 2010-12-14 2011-05-20 Валерий Григорьевич Лурий SOLID WASTE PROCESSING PLANT

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101331215B1 (en) An ultra-high temperature incinerator using cyclone-pattern air flow
KR101417233B1 (en) Method for incinerating waste by two-stage swirling flow fluidized bed incinerator
RU2760859C1 (en) Method and device for quenching and purification of high-temperature gases from solid particles
CA1289458C (en) Gas cleaning apparatus having a centrifugal pre-separator and a compact reactor
RU2752405C1 (en) Device for quenching and cleaning high-temperature gases from solid particles
RU2392544C1 (en) Furnace for combustion of solid and fuel materials
EP3411460B1 (en) Method for treatment of a hot pyrolysis gas
CA2858848C (en) Systems for and methods of handling an off-gas containing carbon monoxide
Makhmudov et al. Cleaning of Industrial Emissions from Gas and Dispersive Particles
EP2331875B1 (en) Method and system for cooling hot gases by water injection
CN113028423B (en) Treatment furnace and treatment method for solid waste
RU2232348C1 (en) Plant for thermal processing of solid waste
RU208397U1 (en) CYCLONE AFTERBURNING CHAMBER OF SMOKE GASES FOR DESTRUCTION OF PERSISTENT ORGANIC POLLUTANTS
RU2523202C1 (en) Method of processing solid household and industrial wastes and device for its realisation
RU2304742C2 (en) Device for incinerating liquid waste
US4335663A (en) Thermal processing system
CN110726142A (en) Environment-friendly energy-saving quencher and rapid flue gas cooling method
Usmanova et al. The New Equipment for Modernization of System for Clearing the Flue Gases
JPH028769B2 (en)
RU96025U1 (en) MODULE OF DRAWING DUST-AND-GAS-ASO-DUST COLLECTION FROM SMOKE AND AGGRESSIVE GASES
AU689534B2 (en) Rotary swirl cyclone scrubber
RU2159391C1 (en) Plant for fired decontamination of liquid wastes
BE1018137A3 (en) Liquid, pasty and solid organic residues processing device, has combustion chamber equipped with burner and air injection system, where injection lance provides necessary pressure drop for achieving processing of residues
EA046047B1 (en) CYCLONE EVAPORATOR AND ASSOCIATED SEPARATION METHOD
SU1191685A1 (en) Waste incineration plant