SE453687B - Anordning i en reaktionskolonn innehallande en bedd av inert material - Google Patents

Description

453 687 principiella utformningen av reaktionskolonner försedda med anordningar enligt uppfinningen. Fig. l visar sålunda princi- pen för destruktion av organiska ämnen i låg koncentration, varvid användes en reaktor l som är fylld med ett inert mate- rial 10. Reaktorn skall därvid ha en relativt avlång form, så att en väldefinierad oxidationszon 4 utbildas i den bädd, som det inerta materialet utgör. Till reaktionskolonnen föres genom ledningen 2 luft tillsammans med det organiska ämnet.

Vid processen fås från reaktionskolonnen genom ledningen 3 luft, C02 och H20. Under förbränningsförloppet kommer oxida- tionszonen att förflyttas i luftströmmens riktning genom att det inerta materialet i kolonnen kyls framför oxidationsfron- ten och uppvärms efter oxidationsfronten. Sedan oxidations- fronten passerat kolonnens mitt och nalkas dess undre del omkastas luftflödet, så att genom ledningen 2 erhålles luft, C02 och H20. En kontinuerlig rening av luftflödet erhålles på detta sätt.

Oxidationszonen måste ges en så hög temperatur, att det organiska ämnet antänds och oxidation eller destruktion åstad- koms. Flertalet organiska ämnen antänds vid ca 900°C medan andra, exempelvis klorerade ämnen, kräver l500°C för att full- ständig destruktion skall erhållas. Vidare skall det inerta bäddmaterialet i kolonnen medge höga luftströmmar genom kolon- nen samt ha god förmâga att taga upp och avge värme, vilket i allmänhet innebär att materialet skall ha relativt hög spelci- fik yta. Ett bäddmaterial med en konstorlek 0-20 mm av ett värmebeständigt material, som exempelvis Al2O3 eller SiO2, kan därvid med fördel användas. Trots en god värmeväxling i bädden kommer emellertid processen kräva ett extra värmebehov, om koncentration av det brännbara ämnet är låg. Vidare krävs extra värmetillskott för att täcka värmeförlusterna och för start av destruktionsprocessen. Energitillförseln till proces- sen för att täcka detta värmebehov bör ske på ett sådant sätt, att energin i princip tillföres oxidationsfronten. Energi tillförd före oxidationsfronten kommer att förloras vid luft- strömmens omkastning, eftersom den inmatade värmen då bildar en andra värmefront, som hamnar utanför det inerta materialet 453 687 in i avgaskanalen. Den energi, som tillförs efter oxidations- fronten, förloras på samma sätt vid nästföljande omkastning av luftströmmen.

Principen för tillförsel av energi till oxidationszonen i enlighet med uppfinningen visas på fig. 3, 4 och 5, varvid energitillförseln sker diskontinuerligt. Värmeenergin tillfö- res därvid vid en tidpunkt strax efter omkastningen av luft strömmens riktning. Värmetillförseln sker från en aktiverad värmealstrare, exempelvis brännare, som är anordnad vid res- pektive gavel i reaktionskolonnen. Vilken brännare som är aktiverad är beroende av luftströmmens riktning. På fig. 3 visas som tidigare en kolonn 1 som innehåller en bädd 10 av inert material och som har en tillförselledning 2 och en ut- loppsledning 3. Vid respektive gavel är utanför bädden anord- nade brännare 5 och 6. I fig 3 blåses luften med de organiska ämnena in genom ledningen 2 och passerar så småningom ut genom ledningen 3. I figuren visas läget för oxidationszonen strax efter omkastningen av luftströmmen. I detta läge, då zonen är på väg nedåt i kolonnen, är brännaren 5 aktiverad och bränna- ren 6 ej aktiverad. I figur 4 visas ett läge, där oxidations- fronten ligger i huvudsak mitt i kolonnen. Ingen av brännarna 5 och 6 är därvid aktiverad. Figur 5 visar ett läge för oxida- tionszonen strax efter en omkastning av luftströmmens rikt- ning, varvid luften och oxidationszonen rör sig uppåt i kolon- nen. Brännaren 6 är här aktiverad. Energitillskottet till zonen tillföres således under relativt begränsade tider och vid olika nivåer i kolonnen. Luftströmmens omkastningstid styrs med hjälp av i kolonnen nära gavlarna inbyggda tempera- tursensorer. Med utgångspunkt från det av sensorerna avkända temperaturförloppet bestäms tidpunkten för omkastning av luf- tens strömningsriktning och den energimängd som de värmealst- rande organen skall avge.

Effekten av den tillförda värmen skall vara hög. Som lämpliga brännare kan därför s k oxy-fuelbrännare väljas, dvs brännare som matas med en olje-syrgasblandning. Från dessa brännare kan höga effekter erhållas. Vid kolonnens gavlar kan därför genom dessa brännare erhållas effekter på 10-50 MW, 453 687 vilket gör det möjligt att under kort tid tillföra den erfor- derliga energimängden. Härigenom kan oxidationszonens form och utbredning i kolonnen styras. För att erhålla bästa möjliga värmeekonomi bör reaktionskolonnen förses med en isolering.

På fig. 6 visas schematiskt en reaktionskolonn 6, som innehåller en bädd 10 av inert material och vid vars gavlar är anordnade brännare 5 respektive 6. Kolonnen är försedd med en isolering 7 och med temperaturavkännande organ 8, som avkänner temperaturen i bädden. Till- och frånledningarna 2 och 3 till kolonnen är anslutna via en omkopplingsventil 9. I det visade ventilläget förs alltså luft och organiska ämnen in i kolonnen genom ledningen 3, och ut genom ledningen 2 passerar luft och förbränningsprodukter.

På fig. 7 visas också schematiskt uppbyggnaden av reak- tionskolonn, som är symmetrisk, varvid kolonnen är U-formad.

Bädden l0 med det inerta materialet får härigenom båda sina gavlar tillgängliga uppifrån, vilket medför att det är lättare att applicera de värmealstrande brännarna 5 och 6. Kolonnen är försedd med isoleringar 7 och med temperaturavkännande senso- rer 8. Till reaktionskolonnen finns en till- och en frånled- ning, som är anslutna via en omkopplingsventil för omkastning av luftströmmens riktning. I det visade läget införes luft och organiska ämnen via ledningen 3 och utblåses luft och förbrän- ningsprodukter genom ledningen 2. Vid ett visst läge för oxi- dationszonen i bädden, vilket avkännes medelst temperatursen- sorerna, omkastas sålunda riktningen för luften, så att luften och organiska ämnen passerar in i ledningen 2 och luft och förbränningsprodukter ut genom ledningen 3.

Claims (2)

453 687 PATENTKRAV

1. Anordning i en reaktionskolonn (l) innehållande en bädd (10) av inert material för att destruera organiska ämnen i låg koncentration genom oxidation medelst luftens syre, varvid luften bringas att i omväxlande riktning passera genom bädden och varvid värmeenergi tillföres den i bädden i beroen- de av luftens riktning vandrande oxidationszonen, k ä n n e - t e c k n a d av, att i den inerta bädden (10) är anordnade temperaturavkännande organ (8), som är anordnade att avkänna oxidationszonens (4) läge i bädden och att i beroende av zon- ens (4) läge omkasta luftens strömningsriktning, och att vid vardera gaveln på bädden (10) är anordnade brännare (5,6), varvid respektive brännare är anordnad att omedelbart efter omkastningen av luftens strömningsriktning under ett bestämt tidsintervall överföra en bestämd värmeenergimängd till oxida- tionszonen, varvid intervallets längd är så avpassad, att värmeenergitillförseln från brännarna är avstängd, då oxida- tionszonen befinner sig huvudsakligen i bäddens (10) mitt- parti.

2. Anordning enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k - n a d av, att brännarna utgöres av s k oxy-fuelbrännare, dvs brännare som drivs med en olje-syrgasblandning.