SE460220B - Reaktor foer minskning av foerbraenningsgasernas halter av kvaeve- och svaveloxider - Google Patents

Description

460 220 2 18, som leder avgaserna frán en icke visad förbränninge- kammare in i avgasreaktorn, så att avgaserna kommer att införas med en lämpligt hög hastighet och riktat in mot den koniska insidan av mellanväggen 15. Runt höljet 10 finns ett ytterligare hölje 20, som har väsentligen samma form som höljet 10 men har större dimensioner, så att mel- lan höljena 10 och 20 bildas en spalt 21. Höljet 10 är ex- centriskt placerat i höljet 20. Höljet 20 kan bildas av ett värmeisolerande material men kan också omges av ett sådant. vid det visade utföringsexemplet finns en utanpà- liggande värmeisolering 22. Spalten 21 mellan de båda höl- jena är nedtill förbunden med en ringformig samlingslàda 23, som är förbunden med en skorsten 24.

I spalten 21 mellan de båda höljena finns en icke närmare visad värmeväxlare för förvärmning av sekundär- luft. Vid utföringsformen enligt fig 1 är värmeväxlaren 40 placerad utanför höljet 20 men innanför värmeisoleringen 22. Den förvärmda sekundärluften inmatas via ett sekundär- luftinlopp 25 i utrymmet mellan de bàda höljena pà något avstånd frán utloppsöppningen 13.

Mellan nederkanten av det inre höljets 10 tilloppsän- de 14 och inloppstratten 18 finns en ringformig spalt 19 för avledning av askpartiklar, som avskiljts i eller bil- dats vid förbränningen i efterbrännkammaren 10.

Vid användningen av apparaten enligt fig 1 och 2 är det lämpligt att låta avgaserna från förbränningskammaren komma till inloppstratten 18 med en hastighet av max 2 m/s. Genom den koniska formen hos inloppstratten ökas gas- hastigheten och riktas gaserna mot insidan av den koniska mellanväggen. Genom den intensiva omvirvlingen i utrymmet nedanför den koniska mellanväggen erhålles en oxidation av kvarstående koloxid till koldioxid, och i utrymmet ovanför mellanväggen fortgår denna oxidation. Från utloppsöppning- en 13 inträder rökgaserna i spalten mellan höljena 10 och , där en efterförbränning och behandling av svavel- och kväveoxider sker under inverkan av den förvärmda sekundär- luft, som införes i sekundärluftinloppsröret 25 och som ~!\ 1 u' 460 220 3 företrädesvis förvärms till en temperatur av ca 700°C.

Genom den excentriska placeringen erhàlles en intensiv omblandning och omväxlande kompression och expansion av rökgaserna, som rör sig spiralformigt nedåt till samlings- làdan 23 innan de avgàr till skorstenen vid en temperatur av ca 900°C.

Principen för anordningen är baserad pà experiment med ideal turbulens för slutoxidation av alla kolvätemate- rial under ett reglerat, lågt partialtryck i gasfasen för att åstadkomma tillräcklig kontakttid mot heta katalytiska kontaktytor. De heta kontaktytorna utgöres företrädesvis av materialet i mellanväggen 15. Bakom denna konkava mel- lanvägg bildas sålunda en mera långsam turbulens i en re- ducerande atmosfär för att man skall uppnå den nödvändiga koloxidproduktionen för förfarandet, t ex för reduktion av svavelhalten i förbränningsgaserna. Vid stökiometrisk för- bränning och enligt följande formler utfaller svavel med över 90% som svavelkorn, som sublimerats vid avkylningen.

Eftersom efterbrännkammaren är vertikalt monterad, kommer det sublimerade svavlet att tillsammans med övriga partik- lar automatiskt àterföras till askbädden via spalten mel- lan inloppstratten 18 och tilloppsänden 14.

När efterbrännkammaren användes vid stora anlägg- S+2CO2.

För anläggningar med överstökiometrisk förbränning CO+CO2 samt SO2+CO+H O H2S+CO ningar gäller formeln 2CO+SO2 gäller formlerna C0+O2 samt SO2+H2S S+H2O.

Om inloppsgaserna till efterbrännkammaren har en tem- 2 peratur av 900°C och inte har en strömningshastighet av över 2 m/s kan man erhålla väsentligen sot- och partikel- fria avgaser när en katalyserande yta finnes på den koni- ska mellanväggen 15.

Formelsamlingen för förbränningskammaren framgår av det följande. 460 220 4 I ÜFULLSTÄNDIG FÜRBRÃNNING (CH2)n + n 02 ---ÄÄ n CO ,r_____ olja, gas syre kolmonoxid II OMVANDLING CG + H 0 ---* CO 2 kolmonoxid vattenånga koldioxid METANBILDNING CO + 3H -'--5 CH 2 kolmonoxid vätgas metan III FULLSTÄNDIG FÜRBRÄNNING (CHZ) n + än 02 --\ n C02 olja, gas syre koldioxid 00 + i 0 ---> 00 2 2 f_- 2 kolmonoxid syre koldioxid 1 H2 + i 02 -_-> H20 vätgas syre vattenånga \ CH4 + 302 C02 metan syrgas koldioxid s + 02 -_-\ so v--- 2 svavel syre svaveldioxid 2 00 + so, --\ s f. \í_- Alternativ reaktion vid överskott av 02 och H20: C + 02 gå CO + C02 S02 + CU + H20 çf H25 + C02 + n H20 vattenånga vätgas + H20 vattenånga + n H20 vattenånga + ZHZÛ vattenånga + 2 CO SÜZ-J-HZS i S + HQÜ ß > 460 220 Den i fig 3 visade utföringsformen av apparaten en- ligt uppfinningen har väsentligen samma utformning som apparaten enligt fig 1. Apparaten i fig 3 visas tillsam- mans med en förbränningsanläggning av den typ, som är fö- remål för det svenska patentet 7804761-O (SE-B-413 158).

För närmare beskrivning av denna apparat hänvisas därför till nämnda patentskrift. Apparaten har i fig 3 givits den generella beteckningen 30. Efter denna förbränningsapparat finns en ytterligare förbränningskammare 31, i vilken man kan förbränna t ex skadligt avfall eller fasta bränslen.

Från denna eldstad 31 strömmar förbränningsgaserna genom en spalt 32 upp till inloppstratten 18 till efterbrännkam- maren enligt uppfinningen. Spalten 32 finns mellan för- bränningsapparaten 30 och en värmeisolerad pannvägg 33.

Vid nederänden av det utrymme, som avgränsas av pannväggen 33 finns ett askutlopp 34. Eftersom efterbrännkammaren eller -reaktorn i fig 3 är väsentligen utformad enligt fig 1 har lika delar givits samma hänvisningsbeteckningar. Vid den i fig 3 visade utföringsformen sträcker sig mellanväg- gen 15 ända ut till insidan av den cylindriska manteln ll och finns kanturtagningar, som sträcker sig snett genom mellanväggen 15 nära intill mantelns yta, så att flödet mellan utrymmet nedanför mellanväggen och utrymmet ovanför mellanväggen ger en skruvlinjerörelse åt rökgaserna, när de inträder i den övre kammaren ovanför mellanväggen 15.

Vid utföringsformen i fig 4 har den koniska mellan- väggen 15 utformats på det sätt, som visas i den ovannämn- da SE-B-413 158, dvs det finns minst två genomlopp 17, som utgöres av runt omkretsen av väggen fördelade kanturtag- ningar, vilka sträcker sig snett genom mellanväggen för att ge en virvelverkan hos rökgaserna, när dessa överföres mellan inloppskammaren och utloppskammaren.

Reaktorn enligt uppfinningen kan med stor fördel an- vändas även till eldningsanläggningar, som drivs med flui- diserad bränslebädd. \, [j

Claims (4)

460 220 10 15 20 25 30 6 PATENTKRAV

1. Reaktor för minskning av förbränningsrökgasers halter av kväve- och svaveloxider, omfattande en efterför- bränningskammare för inkoppling tillsammans med eller efter en förbränningskammare, k ä n n e t e c k n a d därav, att reaktorn har ett hölje (10) med en väsentligen vertikal ungefärligen cylindrisk mantel (ll), vilken har en med förbränningskammaren förbunden tilloppsände (18) och en motstàende utloppsände (12), som är ungefärligen domformig och som har en central utloppsöppning (13), var- jämte höljet (10) har en med genomlopp (17) försedd mel- lanvägg (15), som uppdelar det inre av höljet i en in- loppskammare och en utloppskammare, att mellanväggens (15) centrala parti är utformat som en konisk mantel, vars ut- sida är vänd mot utloppskammaren och vars insida är vänd mot inloppskammaren, att mellanväggens (15) genomlopp (17) antingen har formen av en spalt (17) mellan mellanväggen och manteln eller har formen av minst tre runt mellanväg- gens periferi fördelade kanturtagningar, varjämte reaktorn omfattar en höljet (10) omslutande och på avstånd från detta befintlig, värmeisolerad vägg (20) samt ett sekun- därluftinlopp (25, 45), som mynnar i utrymmet (21) mellan denna värmeisolerade vägg (20) och höljet (10) pà avstånd fràn utloppskammarens centrala utloppsöppning (13), och att utrymmet (21) mellan höljet (10) och den värmeisole- rade väggen (ZO) är i området för höljets (10) inloppsände förbunden med en skorsten (24) och att förbindelsen mellan förbränningskammaren och reaktorns inloppskammare har for- men av en koniskt avsmalnande inloppstratt (18), som in- skjuter i inloppskammaren, varvid en ringformig spalt fin- nes mellan inloppstratten och höljets (10) inloppsände (14) för avledning av askpartiklar.

2. Reaktor enligt patentkravet 1, k ä n n e - t e c k n a d därav, att mellanväggens (15) kanturtag- ningar sträcker sig snett genom mellanväggen invid man- teln. n w 10 l5 20 25 30 35 460 220 7

3. Reaktor enligt patentkravet l eller 2, k ä n - n e t e C k n a d därav, att åtminstone endera av den cylindriska manteln (ll), den domformiga utloppsänden (12) och mellanväggen (15) innehåller ett material, som har förmåga att katalysera oxidation av kol och kolföreningar.

4. Reaktor enligt något av patentkraven 1-3, k ä n - n e t e c k n a d därav, att en sekundärluftvärmare (40) finns för förvärmning av den till sekundärluftinloppet matade sekundärluften. _/\ 1:'