CZ136595A3

CZ136595A3 - Process of thermic liquidation of combustible matters

Info

Publication number: CZ136595A3
Application number: CZ951365A
Authority: CZ
Inventors: Josef Ing Kermes
Original assignee: Pev Spol S R O
Priority date: 1995-05-29
Filing date: 1995-05-29
Publication date: 1997-08-13
Also published as: CZ282877B6

Abstract

This method of thermally liquidating combustibles, in particular organic liquids, steam and gases, mixtures of organic substances with steam, carbon monoxide, other inflammable gases and black, etc. after their non complete thermal liquidation in combustion equipment, is based on the fact that hot combustion products created in the combustion equipment and containing a mixture of non burnt combustible substances and gases are combusted thermally in the inside structure of a porous ceramic shaped piece with a 3-dimensional mesh and fibrous morphology with a pore size of 7 to 40 PPI without a surface coating or catalytically in the inside structure of a further porous ceramic shaped unit with a 3-dimensional mesh and fibrous morphology with a pore size of 7 to 40 PPI with a non saturated catalyst coating.<IMAGE>

Description

Vynález se týká způsobu termické likvidace spalitelných látek, zejména organických kapalin, par a plynů, směsí organických látek s parou, oxidu uhelnatého, jiných hořlavých plynů a sazí přímou termickou likvidací těchto látek a směsí po jejich neúplné termické likvidaci ve spalovacím zařízení s regulovaným přívodem spalovacího media nebo s řízenými zážehovým i zdro j i.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a process for the thermal disposal of combustible substances, in particular organic liquids, vapors and gases, mixtures of organic substances with steam, carbon monoxide, other flammable gases and soot by direct thermal disposal of these substances and mixtures after incomplete thermal disposal in a combustion plant with controlled media or with controlled ignition sources.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

V současné době se nejčastěji používají pro nízkoteplotní termickou likvidaci spalitelných látek zařízení, která pracují v teplotním režimu vyšším než 700°C. Tato zařízení jsou vybavena vestavbami nebo přídavnými zařízením, která umožňují co nejdokonalejší využívání tepelné energie z vnitřního zdroje a z hoření spalitelných látek. Některé typy přídavných zařízení umožňují částečné dohoření zbytků spalitelných látek.At present, the most frequently used for low-temperature thermal disposal of combustible substances are devices operating in a temperature regime higher than 700 ° C. These devices are equipped with built-in or additional devices that enable the best possible use of thermal energy from the internal source and from combustion of combustible substances. Some types of additional equipment allow the partial combustion of residues of combustible substances.

Je známé spalovací zařízení, CS patent č- 251607, které je tvořeno žáruvzdorným vně neprodyšným pláštěm, ve kterém je vytvořena svislá palivová šachta, jež je v dolní části uzavřena dvojicí svislých žáruvzdorných mříží, přičemž přídržná mříž tvoří prodyšnou přepážku s prostorem přívodu primárního vzduchu a odhorívací mříž naproti tvoří prodyšnou přepážku s vlastní spalovací komorou, která v dolní části má výústky spalovacího vzduchu. Katalytickým působením rozžhavených povrchů spalovací komory a odhorívací mříže hořlavé plyny ze zplyňovaného v zásadě vyhoří a mohou být terciálního vzduchu před vstupem do odvodu spalin v horní části spalovací komory.A combustion device is known, CS patent No. 251607, which consists of a refractory outside airtight casing in which a vertical fuel shaft is formed, closed at the bottom by a pair of vertical refractory grilles, the retaining grille constituting a breathable partition with a primary air supply space; opposite the burner grate forms a breathable partition with its own combustion chamber, which in its lower part has combustion air outlets. By the catalytic action of the glowing surfaces of the combustion chamber and the combustion grate, the combustible gases from the gasification basically burn out and may be tertiary air before entering the flue gas outlet at the top of the combustion chamber.

paliva v palivové šachtě teplotně upravovány přívodemfuels in the fuel shaft are thermally treated by the inlet

Dále je známý dle CS patentu č. 116203 žárovnicový kotel na pevná paliva pro teplovodní, popřípadě parní vytápění se opatřenou dvířky se žárovnicemi prostor ohniště spodním odhoříváním, s dohořívací komorou a nastavitelným přívodem vzduchu a s katalytickým účinkem stěn, spojujícími s dohořívací komorou, sbíhavými ve směru tahu spalin směrem k dvířkám dohořívací komory, a je jím řešeno snadné čištění žárovnicových trubek.It is also known according to CS patent No. 116203 a solid fuel boiler for hot-water or steam heating with a door with incandescent lamps and a combustion chamber with bottom combustion, with afterburning chamber and adjustable air intake and catalytic effect of walls connecting to the afterburning chamber. the flue gas is directed towards the post-combustion chamber door for easy cleaning of the lamp tubes.

Další aplikace uvádí pat. spisy GB 2 081 887 a 2 081 886, které se týkají dřevo spalujících kotlů, přizpůsobených pro provoz v režimu přímého spalování i katalytického spalování a to bud' obtokem katalyzátoru, nebo pohyblivým katalyzátorem.Another application features pat. GB 2,081,887 and 2,081,886, which relate to wood-burning boilers adapted for operation in both direct-combustion and catalytic combustion modes, either by catalyst by-pass or by a movable catalyst.

Patentový spis EP 315 250 uvádí zařízení na spalování neshořelých zplodin obsažených v kouři, vzniklých spalováním například suchého dřeva, které je vybaveno kourovýcm kanálem, který má na jednom konci otvor pro vstup kouře a obsahuje nejméně jeden katalyzátor na spodní části vypouštění kouře a trubku přivádějící látku podporující hoření na kouřovém kanálu. Látka podporující hoření vháněná trubkou, vytváří směs s.kouřem, který prochází katalyzátorem a jde ke druhému konci kouřového kanálu, kde se předpokládá alespoň jedna dodatková trubka pro přívod látky podporující hoření.EP 315 250 discloses an apparatus for the combustion of non-combustible combustion products from the combustion of, for example, dry wood, which is provided with a smoke channel having a smoke inlet opening at one end and containing at least one catalyst at the bottom of the smoke discharge and promoting combustion on the smoke channel. The flame retardant blown through the tube forms a mixture with the smoke that passes through the catalyst and goes to the other end of the smoke channel where at least one additional flame retardant supply tube is provided.

Jsou také známé způsoby využívání porézních keramických tvarovek s trojrozměrnou sítí a vláknitou morfologií, zejména pro filtraci vytavených kovů, zachycování nečistot dieselových motorů, dále jako nosiče pro katalyzátory výfukových plynů motorových vozidel. Jejich další užívání je dále nasměrováno do oblasti výměníků tepla, pro tepelné a elektrické izolátory, dále jako rozptylovací příčky plamenů u speciálních vysokoteplotních hořáků, k usměrňováhí plamene výfukových plynů u motorových vozidel, případně do oblasti nosičů bakteriálních kultur a podobně.Methods for using porous ceramic fittings with three-dimensional mesh and fibrous morphology are also known, in particular for filtering molten metals, trapping diesel engine impurities, as well as carriers for motor vehicle exhaust catalysts. Their further use is further directed to the area of heat exchangers, for thermal and electrical insulators, as well as flame scattering at special high-temperature burners, to directing the flame of exhaust gases in motor vehicles, eventually to the area of bacterial culture carriers and the like.

Není známý způsob využívání keramických tvarovek s vnitřní trojrozměrnou strukturou a s vláknitou mofologií - povrchově neupravených povlaky - pro přímou likvidaci výše uvedených směsí tak, že by jejich vnitřní rozvinutý povrch příměsí nespálených byl vystaven toku žhavých spalin s spalitelných látek vznikajících ve spalovacím zařízení a v jejich vnitřní struktuře by docházelo k dalšímu term i ckému spa1ován í.There is no known method of using ceramic fittings with an internal three-dimensional structure and fibrous mophology - untreated coatings - for direct disposal of the above mixtures by exposing their internally developed unburnt admixture surface to the flow of hot flue gases from combustible substances produced in structure would lead to further thermal combustion.

Rovněž není známý způsob využívání keramických tvarovek s vnitřní trojrozměrnou sítovou strukturou a vláknitou morfologií - povrchově neupravenými povlaky - pro přímou likvidaci uvedených směsí, u nichž je jejich vnitřní rozvinutý povrch vystaven toku žhavých spalin s příměsí nespálených spalitelných látek vznikajících ve spalovacím zařízení a v jejichž vnitrní struktuře by nejprve docházelo k neúplnému termickému vyhoření uvedených směsí, načež následně, v kombinaci s další téže porézní keramickou tvarovkou - povrchově upravenou katalytickými povlaky - by pak docházelo k úplnému katalytickému dokončení likvidace zbytků termicky nelikvidované směsi z prvního stupně termické 1 ikvidače.It is also not known how to use ceramic fittings having an internal three-dimensional mesh structure and fibrous morphology - untreated coatings - for the direct disposal of said mixtures whose internally developed surface is exposed to a flow of hot combustion gases with admixture of unburned combustible substances Initially, the structure would undergo incomplete thermal burn-out of said compositions, followed by, in combination with another same porous ceramic fitting - surface-treated catalytic coatings - complete catalytic completion of the disposal of the thermally non-liquidated residues from the first stage of the thermal quencher.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Cílem vynálezu je dosažení takového způsobu termické likvidace spalitelných látek, zejména organických kapalin, par a plynů, směsí organických látek s parou, oxidu uhelnatého, jiných hořlavých plynů, sazí a podobně po neúplné termické likvidací těchto látek a jejich směsí ve spalovacích zařízeních ve směsi se spalovacím mediem, přiváděném v množství závisejícím na objemu a hořlavosti spalitelných látek, aby výstupní spaliny neobsahovaly takřka žádné nespálené zbytky některých z těchto škodlivých látek v měřitelných koncentracích, přičemž tohoto cíle je dosaženo způsobem, jehož podstata spočívá v tom, že žhavé spaliny, vznikající ve spalovacím zařízení a obsahující směs nespálených spalitelných látek a vzdušniny, se dále spalují termicky ve vnitrní struktuře porézní keramické tvarovky s trojrozměrnou sítí a vláknitou morfologií s velikostí pórů 7 až 40 PPI bez povrchových povlaků.The object of the invention is to achieve such a method of thermal disposal of combustible substances, in particular organic liquids, vapors and gases, mixtures of organic substances with steam, carbon monoxide, other flammable gases, soot and the like after incomplete thermal disposal of these substances and mixtures thereof. combustion medium, supplied in an amount dependent on the volume and flammability of the combustible substances, so that the exhaust gas does not contain almost any unburned residues of some of these harmful substances at measurable concentrations, the aim being that the hot combustion gases produced in Combustion equipment containing a mixture of unburned combustibles and air is further combusted thermally in the internal structure of a porous ceramic fitting with three-dimensional mesh and fibrous morphology with a pore size of 7 to 40 PPI without surface coatings p.

Účinky způsobu podle vynálezu pozůstávají zejména v tom, že relativně hustá trojrozměrná sítová struktura vláken keramické tvarovky, vymezená velikostí pórů 7 až 40 PPI (Poren pro inch) umožňuje efektivní promíchávání /víření/ spalovaných látek uvnitř vnitřní struktury a tím i vysokou pravděpodobnost jejich setkání s povrchem stěny, to dále umožňuje snížení doby prodlevy řečených spalitelných látek ve spalovacím prostoru spalovacího zařízení - převzetí funkce další spalovací komory, případně pevného fluidního lože a posunout oblast spalování řady spalitelných látek do oblasti nižších teplot, což značí při zachování průtokových výkonů významné snížení přívodu energie pro spalovací zařízení, zmenšení jeho rozměrů a nároků na vysokou jakost konstrukčních materiálů z nichž bývá zhotoveno, přičemž mohou být likvidovány při dostatečném přebytku vzduchu směsi spalitelných látek od nízkých hmotnostních koncentrací až po hranici dolní meze výbušnostl, včetně směsí, ve kterých jsou přítomny spalitelné látky, které působí jako katalytické jedy.The effects of the method according to the invention consist in particular in that the relatively dense three-dimensional mesh structure of the ceramic fitting, defined by a pore size of 7 to 40 PPI (Poren pro inch), enables efficient mixing / swirling / combustion products within the internal structure. surface of the wall, this further allows to reduce the dwell time of said combustible substances in the combustion chamber of the combustion device - to take over the function of another combustion chamber or fixed fluid bed and move the combustion area of many combustible substances to lower temperatures. for combustion equipment, reduction of its dimensions and requirements for high quality of construction materials from which it is made, and can be disposed of with sufficient air excess of mixtures of combustible substances from low mass concentrations up to the lower explosive limit, including mixtures in which combustible substances acting as catalytic poisons are present.

Dalšího efektivního způsobu termické likvidace spalitelných látek lze podle vynálezu dosáhnout tím, že žhavé spaliny, vystupující ze spalovacího zařízení a obsahující směs nespálených spalitelných látek a vzdušniny, se nejprve spalují termicky ve vnitřní struktuře porézní keramické tvarovky s trojrozměrnou sítí a vláknitou morfologií s velikostí pórů 7 až 40 PPI bez povrchových povlaků, načež se zbytky případně nevyhořelé směsi následně spalují katalyticky ve vnitřní struktuře porézní keramické tvarovky s trojrozměrnou sítí a vláknitou morfologií s velikostí pórů 7 až 40 PPI s katalytickým povlakem, přičemž je dosaženo totálního vyhoření veškerých spalitelných látek.According to the invention, another efficient method of thermally destroying combustible materials can be achieved in that the hot flue gases exiting the combustion apparatus and containing a mixture of unburned combustible materials and air are first combusted thermally in the internal structure of a porous ceramic fitting with three dimensional mesh and fibrous morphology. Up to 40 PPI without surface coatings, after which the residues of the possibly non-burnt mixture are subsequently burned catalytically in the internal structure of a porous ceramic fitting with three-dimensional mesh and fibrous morphology with a pore size of 7 to 40 PPI with catalytic coating.

Přehled obrázků na výkresuOverview of the drawings

Aplikační výhody způsobu podle vynálezu lze dále spatřit z připojených obrázků, kde značí obr.l základní schéma uspořádání roštu s keramickými tvarovkami na výstupu ze spalovacího zařízení s odvodem vyhořelých čistých spalin přes tepelný výměník pro předohřeh spalitelných látek vstupujících do spalovacího zařízení, obr.2- uspořádání roštu s keramickými tvarovkami obdobné schématu podle obr.í, v kombinaci s roštem keramických tvarovek povlakovaných katalylitickým povlakem a vestavěného v tepelném výměníku.The application advantages of the method according to the invention can be further seen from the attached figures, where Fig. 1 shows the basic diagram of the arrangement of the grate with ceramic fittings at the outlet of the combustion device with exhausted spent flue gases through the heat exchanger for preheating the combustible substances entering the combustion device. arrangement of a grate with ceramic fittings similar to the diagram of FIG. 1, in combination with a grate of ceramic fittings coated with a catalytic coating and embedded in a heat exchanger.

Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Způsob termické likvidace spalitelných látek,, zejména organických kapalin, par a plynů, směsí organických látek s parou, oxidu uhelnatého, jiných hořlavých plynů, sazí a podobně pozůstává z toho, že se tyto spalitelné látky po jejich předohřevu v tepelném výměníku nejprve termicky likvidují ve spalovacích pecích 1 ve směsi se spalovacím mediem, přiváděném potrubím 2 a vybavených zážehovými zdroji. V těchto pecích 1 dochází zejména na jejich stěnách, jež jsou ohřívány spalovacím mediem nebo na stěnách jejich zážehových zdrojů k tak zvanému stěnovému efektu, při kterém spalitelné látky v prostoru i v dotyku s těmito stěnami z větší části vyhoří.The method of thermal disposal of combustible substances, in particular organic liquids, vapors and gases, mixtures of organic substances with steam, carbon monoxide, other flammable gases, soot and the like, consists in the fact that these combustible substances are first thermally destroyed in the heat exchanger combustion furnaces 1 mixed with the combustion medium fed via line 2 and equipped with ignition sources. In these furnaces 1, in particular, on their walls, which are heated by the combustion medium or on the walls of their ignition sources, a so-called wall effect occurs, in which the combustible substances burn most of the space and in contact with these walls.

Žhavé nedokonale vyhořelé směsi se dále popsaným působera využívá takto: Nedokonale vyhořelé směsi se odvádí ze spalovací pece 1 přes keramickou tvarovku s trojrozměrnou sítovou strukturou vláken, s velikostí pórů 7 až 40 PPI (Poren pro inch). Keramická tvarovka je uspořádána na výstupu spalovací pece 1 nebo v jejím odděleném prostoru a je upravena do podoby blíže neznázorněného roštu 3, tvořícího utěsněný samostatný modul. Při prostupu nedokonale vyhořelé směsi vnitřní strukturou keramické tvarovky s relativně hustou vláknitou morfologií, dochází ke styku částic nedokonale vyhořelé směsi s rozžhavenými vlákny keramické tvarovky. Vlákna keramické tvarovky působí na směs tím, že ji víří, promíchávají a obdobně jako stěna spalovací pece 1 stěnovým efektem vyvolávají dokonalé teremické prohoření směsi a to za výrazně nižších teplot, než kterých by bylo jinak nutné dosahovat v relativně volném spalovacím prostoru spalovací pece 1. Odvod vyhořelých spalin potrubím 4 se uskutečňuje přes tepelný výměník 5 pro předohřev spalitelných látek, přičemž tepelný výměník 5 může být vybaven druhým vestavěným roštem 6 tvořeným alespoň jednou vrstvou keramických tvarovek, jejichž vlákenná struktura je upravena povlakem, například katalytickým, za účelem totální likvidace škodlivin ve vyhořelé směsi.The incandescent burnt mixture is discharged from the furnace 1 through a ceramic fitting having a three-dimensional sieve fiber structure having a pore size of 7 to 40 PPI (Poren per inch). The ceramic fitting is arranged at the outlet of the furnace 1 or in a separate space thereof and is adapted to form a grate 3, not shown in more detail, forming a sealed separate module. When the imperfectly burnt mixture passes through the inner structure of the ceramic fitting with relatively dense fibrous morphology, the particles of the imperfectly burnt mixture come into contact with the heated filaments of the ceramic fitting. The fibers of the ceramic fitting act on the mixture by swirling, mixing, and like the wall of the furnace 1 by a wall effect, induce a perfect thermic combustion of the mixture at significantly lower temperatures than would otherwise be necessary in the relatively free combustion space of the furnace. The spent flue gas is discharged via line 4 through a heat exchanger 5 for preheating combustible substances, and the heat exchanger 5 may be equipped with a second built-in grate 6 consisting of at least one layer of ceramic fittings. spent mixtures.

Průmyslová využitelnost.Industrial applicability.

Vynález je využitelný pro likvidaci ekologicky závadných látek a směsí vystupujících z průmyslových a komunálních spaloven, kotelen a tepláren, dále pro sušárny, lakovny, impregnační, povlakovací a potiskovací linky, chemické, farmaceutické a potravinářské výrobny, hutnické a slévárenské provozy, přípravny živicoasfaltových směsí, ropná odkaliště, výrobny keramiky a jiné zdroje znečištění.The invention is applicable to the disposal of environmentally harmful substances and mixtures emanating from industrial and municipal incineration plants, boiler rooms and heating plants, drying ovens, paint shops, impregnation, coating and printing lines, chemical, pharmaceutical and food processing plants, metallurgical and foundry operations, asphalt mixtures preparation plants. oil sludge ponds, ceramics plants and other sources of pollution.

Claims

PATENT CLAIMS

Method for the thermal disposal of combustible substances, in particular organic liquids, vapors and gases, mixtures of organic substances with steam, carbon monoxide, other flammable gases and soot, and the like after their incomplete thermal disposal in combustion plants, characterized in that in a combustion plant and containing a mixture of unburned combustible materials and air, are further combusted thermally in the internal structure of a porous ceramic fitting having a three-dimensional mesh and a fibrous morphology with a pore size of 7 to 40 PPI without surface coatings.

2. A method for thermally disposing of combustible materials as claimed in claim 1, wherein the chiridiral n; , mih | If ijfrf TTC spalmuao IN> -zarř-řzerrř-a 'UbSTERíU .mu.Ci "EMES-sleeps lenýeh · spalitolnýeh-t-Iatek> vgdušniťiy are put are burned téMliCky Vfe WNI ^nrirp-Ni-1 kciamieké tvjíuuky of trojroGangpwe» networks and wláknit.nu πιγίτ Γ NL-1 ... t c and, PPT < »-» pmrrchuwýLh puvlágn ^- BSětííí remains unburned mixture is combusted catalytically internal structure of porous ceramic shape with a three-dimensional network and the fiber morphology having a pore size of 7 to 40 PPI coated catalytic coating.