SE462813B

SE462813B - FOERBRAENNINGSANORDNING

Info

Publication number: SE462813B
Application number: SE8801107A
Authority: SE
Inventors: H Nielsen
Original assignee: Petrokraft Ing Ab
Priority date: 1988-03-24
Filing date: 1988-03-24
Publication date: 1990-09-03
Also published as: FI904629A0; EP0334828A3; WO1989009366A1; JPH03503444A; EP0334828A2; DK229290A; SE8801107D0; DK229290D0; SE8801107L

Description

J: FC GCI (N cera kvävemonoxid och kvävedioxid till N2 under alstring' av väte och koldioxid, om man tillser att de injekterade ämnena får en tillräckligt noggrann inblandning i rök- gaserna och får stå i beröring med dessa vid temperaturer av ca llOO°C ned till ca 800°C under en för reaktionen erforderlig tid. För uppnående av det sistnämnda är det fördelaktigast om reaktorutrymmet gives en sådan ström- ningsteknisk utformning, att förbränningsgasernas uppe- hàllstid i reaktorutrymmet är minst 0,3 s. J: FC GCI (N cera nitrogen monoxide and nitrogen dioxide to N2 during the generation of hydrogen and carbon dioxide, provided that the injected substances are sufficiently thoroughly mixed with the flue gases and allowed to come into contact with them at temperatures of about 1000 ° C To achieve the latter, it is most advantageous if the reactor space is given such a flow-technical design that the residence time of the combustion gases in the reactor space is at least 0.3 s.

Vid en särskilt fördelaktig utföringsform av uppfin- ningen har injektionsanordningarna minst tvâ utlopp, som mynnar i reaktorutrymmet pá avstånd från varandra, räknat utefter förbränningsgasernas strömningsbana.In a particularly advantageous embodiment of the invention, the injection devices have at least two outlets, which open into the reactor space at a distance from each other, calculated along the flow path of the combustion gases.

Det första av de båda utloppen är företrädesvis anordnat nära reaktorutrymmets uppströmsände, medan det andra utloppet är anordnat ungefär halvvägs mellan reaktorutrymmets uppströms- och nedströmsändar. Utloppen utgöres företrädesvis av förstoftningsmunstycken för att en så god inblandning som möjligt skall erhållas. Varje utlopp kan ha flera munstycken, särskilt om genomloppet genom reaktorutrymmet har stor vidd.The first of the two outlets is preferably arranged near the upstream end of the reactor space, while the second outlet is arranged approximately halfway between the upstream and downstream ends of the reactor space. The outlets preferably consist of sputtering nozzles in order to obtain as good a mixture as possible. Each outlet can have several nozzles, especially if the passage through the reactor space is large.

Som nämnts tidigare skall reaktorutrymmet ha en tur- bulens- eller gasomröringsbefrämjande utformning eller in- byggnad. Turbulensen och gasomröringen kan ökas genom in- byggnad av bafflar, ledskenor, utskott pà väggarna etc, men en särskilt fördelaktig turbulens- och gasomrörings- effekt erhålles, om man i eller i närheten av reaktorut- rymmets inlopp leder gaserna genom en turbinskovelhjuls- liknande konstruktion, som försätter gaserna i en rota- tions- och virvelrörelse.As mentioned earlier, the reactor space must have a turbulence or gas agitation-promoting design or installation. Turbulence and gas agitation can be increased by installing baffles, guide rails, projections on the walls, etc., but a particularly advantageous turbulence and gas agitation effect is obtained if the gases are led through a turbine impeller-like structure in or near the reactor space inlet. , which puts the gases in a rotational and vortex motion.

Uppfinningen skall i det följande närmare beskrivas under hänvisning till de bifogade ritningarna, som visar några exempel pá uppfinningen. Fig l visar ett flödessche- ma för en förbränningsanordning enligt uppfinningen. Fig 2-6 visar olika exempel på anordningar enligt uppfinning- en. ~n, l Som Framgår fig 1 har en förbränningsanordning enligt uppfinning J ett förbränningsrum 10, en reaktor 11 och ett konvektionsparti 12, vilket är anslutet till en skorsten 13. Reaktorn är placerad på ett sådant sätt i förhållande till förbränningsrummet och konvektionspar- tierna att rökgasernas temperatur är ca 1l00°C vid inträde i reaktorn och ca 800°C vid utströmning från reaktorn.The invention will be described in more detail below with reference to the accompanying drawings, which show some examples of the invention. Fig. 1 shows a flow chart for an incinerator according to the invention. Figures 2-6 show different examples of devices according to the invention. As shown in Fig. 1, a combustion device according to the invention J has a combustion chamber 10, a reactor 11 and a convection portion 12, which is connected to a chimney 13. The reactor is positioned in such a way in relation to the combustion chamber and the convection portions that the temperature of the flue gases is about 100 ° C when entering the reactor and about 800 ° C when flowing out of the reactor.

Fig 2 visar ett exempel på en anordning enligt upp- finningen. Denna förbränningsanordning utgöres av en tub- rörpanna med ett eldstadsrum 10, ett reaktorparti ll och ett konvektionsparti 12. I eldstadsrummet finns en eller flera gas- eller oljebrännare 14 med nedåtriktad flamma.Fig. 2 shows an example of a device according to the invention. This combustion device consists of a tube pipe boiler with a fireplace chamber 10, a reactor portion 11 and a convection portion 12. In the fireplace chamber there is one or more gas or oil burners 14 with a downward flame.

Reaktorn 1 avgränsas från eldstadsrummet 10 medelst en kyld mellanvägg 15 av väggtuber, som vid övergången mellan eldstadsrum och reaktorutrymme isärbockats till ett galler 16. I reaktorutrymmet 11 finns inàtriktade utskott 17, som tjänar till att åstadkomma en turbulens och omröring i rökgasströmmen. I konvektionspartiet finns insatta tub- paket 18, som utgör konventionella överhettare och för- värmarenheter. I reaktorutrymmet 11 finns injektionsan- crdningar med en första sats injektore 9 nära inloppet till reaktorutrymmet och en andra satf jektorer 20 unge- fär halvvägs upp till konvektionsdele . Reaktorutrym- mets utformr 3 är sådan att förbränr .gasernas uppe- hàllstid i 1 :torutrymmet blir till .kligt lång för att fullständig reaktion skall kunna ske. Vid den viss'e ut- föringsformen är dimensionerna sådana, att förbrännings- gasernas uppehàllstid i reaktorutrymmet blir minst 0,3 s, gärna 0,5 s eller mera.The reactor 1 is delimited from the fireplace space 10 by means of a cooled partition wall 15 of wall tubes, which at the transition between the fireplace space and the reactor space are bent apart into a grate 16. In the reactor space 11 there are inwardly directed projections 17, which serve to create turbulence and agitation in the flue gas stream. In the convection section there are inserted tube packages 18, which constitute conventional superheaters and preheater units. In the reactor space 11 there are injection devices with a first set of injectors 9 near the inlet to the reactor space and a second set of injectors 20 approximately halfway up to the convection parts. The design of the reactor space is such that the residence time of the gases in the reactor space becomes sufficiently long for a complete reaction to take place. In the particular embodiment, the dimensions are such that the residence time of the combustion gases in the reactor space is at least 0.3 s, preferably 0.5 s or more.

Fig 3 visar ett ytterligare exempel pà en anordning enligt uppfinningen. I detta fall har reaktorutrymmet 11 anordnats ovanför eldstadsrummets tak och utformats vink- lat medelst en mellanvägg 21, som kan vara kyld. Genom denna vinkling av reaktorutrymmet erhålles en omröring.Fig. 3 shows a further example of a device according to the invention. In this case, the reactor space 11 has been arranged above the roof of the fireplace room and is designed at an angle by means of a partition wall 21, which may be cooled. Due to this angle of the reactor space, a stirring is obtained.

Omröringen kan ökas ytterligare genom inbyggnader i mot- svarighet till vad som skett i t ex fig 2.The agitation can be further increased by incorporations corresponding to what has happened in, for example, Fig. 2.

F. n NJ CO ...x LN! Fig 4 visar en ytterligare utföringsform där reaktor- utrymmet ll är avgränsat från eldstadsrummet 10 medelst en mellanvägg 15. På reaktorutrymmets väggar finns snedställ- da ledskenor eller bafflar 23, som ökar omröringen och ger den virvelbildning som erfordras.F. n NJ CO ... x LN! Fig. 4 shows a further embodiment where the reactor space 11 is delimited from the fireplace space 10 by means of a partition wall 15. On the walls of the reactor space there are inclined guide rails or baffles 23, which increase the agitation and give the required vortex formation.

Fig 5 visar en ytterligare utföringsform enligt upp- finningen. Denna utföringsform skiljer sig från de tidi- gare beskrivna framför allt genom att övergången mellan eldstadsrummet 10 och ll utgöres av en virvelbildare i form av en inbyggnad 22 som har turbinskovelliknande ut- formning för att försätta rökgaserna i en rotationsrörelse vid inloppet till reaktorutrymmet 11. Omröringen i reak- torutrymmet ll ökas i detta fall ytterligare genom att den roterande gasströmmen avvinklas på sin väg till konvek- tionspartiet 12. Även i detta fall kan ytterligare omrö- ringsbefrämjande inbyggnader givetvis förekomma.Fig. 5 shows a further embodiment according to the invention. This embodiment differs from the previously described above all in that the transition between the fireplace space 10 and II consists of a vortex generator in the form of a built-in 22 which has a turbine vane-like design for placing the flue gases in a rotational movement at the inlet to the reactor space 11. in the reactor space ll is further increased in this case by angling the rotating gas stream on its way to the convection section 12. Also in this case, further agitation-promoting installations can of course occur.

Fig 6 visar slutligen en kraftverkspanna av avsevärd storlek, där reaktorutrymmet utgöres av eldstadsrummets 10 övre del, dvs partiet ovanför injektionsanordningarna 19.Fig. 6 finally shows a power plant boiler of considerable size, where the reactor space is constituted by the upper part of the fireplace space 10, i.e. the portion above the injection devices 19.

Injektionsanordningarna 19 är anordnade på ett sådant av- stånd från konvektionspartiet, att en tillräcklig uppe- hállstid i reaktorutrymmet erhålles före inträdet i kon- vektionspartiet 12.The injection devices 19 are arranged at such a distance from the convection section that a sufficient residence time in the reactor space is obtained before the entry into the convection section 12.

Claims

462 815 PATENT CLAIMS

Combustion device, having a combustion chamber (10) and connected convection portions (12), which are connected to an exhaust system (13) for generated combustion gases, and which also have a reactor space (11), which is arranged in a high temperature zone of the flow path of the combustion gases between the combustion chamber (10) and the connected convection portions (12) and which has a turbulence or gas agitation promoting design or incorporation (17, 22, 23) characterized in that injection devices (19, 20) for injecting treatment agents for the combustion gases are arranged in the reactor space (II) and that this has such a flow-technical design that the residence time of the combustion gases in the reactor space is at least 0.3 s, and that the injection devices (19, 20) have at least two outlets (19 , 20), which open into the reactor space (11) at a distance from each other, calculated along the flow path of the combustion gases.

Combustion device according to claim 1, characterized in that the injection devices (19, 20) have two outlets (19, 20), the first (19) being arranged near the upstream end of the reactor space (11) and the second (20) is arranged approximately halfway between the upstream and downstream ends of the reactor space.