CZ2013941A3 - Apparatus for elimination of gaseous harmful products - Google Patents
Apparatus for elimination of gaseous harmful products Download PDFInfo
- Publication number
- CZ2013941A3 CZ2013941A3 CZ2013-941A CZ2013941A CZ2013941A3 CZ 2013941 A3 CZ2013941 A3 CZ 2013941A3 CZ 2013941 A CZ2013941 A CZ 2013941A CZ 2013941 A3 CZ2013941 A3 CZ 2013941A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- pollutants
- heating wire
- combustion
- combustion module
- air
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/38—Removing components of undefined structure
- B01D53/44—Organic components
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/005—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by heat treatment
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/46—Removing components of defined structure
- B01D53/72—Organic compounds not provided for in groups B01D53/48 - B01D53/70, e.g. hydrocarbons
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
- F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
- F01N3/2006—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating
- F01N3/2013—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating using electric or magnetic heating means
- F01N3/2026—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating using electric or magnetic heating means directly electrifying the catalyst substrate, i.e. heating the electrically conductive catalyst substrate by joule effect
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/70—Organic compounds not provided for in groups B01D2257/00 - B01D2257/602
- B01D2257/702—Hydrocarbons
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/70—Organic compounds not provided for in groups B01D2257/00 - B01D2257/602
- B01D2257/708—Volatile organic compounds V.O.C.'s
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/90—Odorous compounds not provided for in groups B01D2257/00 - B01D2257/708
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2259/00—Type of treatment
- B01D2259/80—Employing electric, magnetic, electromagnetic or wave energy, or particle radiation
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Incineration Of Waste (AREA)
Abstract
Zařízení pro eliminaci plynných škodlivin obsahuje před výstupem škodlivin do ovzduší spalovací modul (2) s alespoň jedním ventilátorem (1), přičemž spalovací modul (2) obsahuje topný drát (5), připojený na zdroj proudu s regulační jednotkou pro nastavení optimální teploty topného drátu (5). Zařízení dále může obsahovat sondu pro měření druhu a koncentrace škodlivin proudících do spalovacího modulu (2) a přídavný ventilátor (6) pro ředění škodlivin proudících do spalovacího modulu (2). Topný drát (5) je vyroben z materiálu kanthal nebo chromnikl, či ze skupiny obsahující platinu, rhodium a jiné drahé kovy a jejich slitiny a má průřez od 0,01 do 50 mm.sup.2.n..The device for eliminating gaseous pollutants contains a combustion module (2) with at least one fan (1) before the pollutants are discharged into the atmosphere, the combustion module (2) comprising a heating wire (5) connected to a current source with a control unit for optimum heating temperature wire (5). The apparatus may further comprise a probe for measuring the type and concentration of pollutants flowing into the combustion module (2) and an additional fan (6) for diluting the pollutants flowing into the combustion module (2). The heating wire (5) is made of kanthal or chromium nickel or a group comprising platinum, rhodium and other precious metals and their alloys and has a cross section of 0.01 to 50 mm.
Description
Zařízení pro eliminaci plynných škodlivinEquipment for the elimination of gaseous pollutants
Oblast technikyField of technology
Vynález se týká zařízení pro eliminaci plynných škodlivin.The invention relates to a device for eliminating gaseous pollutants.
Dosavadní stav technikyPrior art
K ochraně ovzduší a pracovního prostředí se v současné době využívá řada technologií, které snižují koncentrace nebezpečných nebo nežádoucích látek ve vzdušině a různých odpadních plynech.A number of technologies are currently used to protect the air and the working environment, which reduce the concentrations of hazardous or undesirable substances in the air and various waste gases.
Nej častěji se jedná o fyzikální nebo chemické vypírání neboli absorpci, adsorpci na vhodných sorbentech nebo přímé či nepřímé spalování, přičemž technologii čištění plynů je nutno volit s ohledem na vlastnosti směsí a možná rizika, jako jsou toxicita nebo výbušnost.These are most often physical or chemical scrubbing or absorption, adsorption on suitable sorbents or direct or indirect combustion, the gas cleaning technology having to be chosen having regard to the properties of the mixtures and possible risks such as toxicity or explosiveness.
Nevýhodou prakticky všech dosavadních technologií, které se používají pro snižování koncentrací škodlivých látek ve vzdušině, jsou vysoké pořizovací a zpravidla i provozní náklady.The disadvantage of practically all existing technologies, which are used to reduce the concentrations of harmful substances in the air, are high acquisition and usually operating costs.
Pokud jde o vzdušinu odsávanou z výrobních linek a továrních hal, je zřejmé, že se téměř vždy jedná o tak nízké koncentrace látek, že samy nemohou hořet, a to ani s předehřevem ve velkoplošných výměnících. Velmi omezené spektrum sloučenin je možno před spálením zakoncentrovat, jako např. alkoholy na zeolitovém rotoru; pro některé další látky jsou k dispozici statické či dynamické adsorbéry s různými sorbenty. Adsorbéry i reaktory pro katalytické spalování vždy zvyšují aerodynamický odpor a vyžadují instalaci ventilátoru, jehož tlakový výkon ztráty pokryje.With regard to the air extracted from production lines and factory halls, it is clear that these are almost always such low concentrations of substances that they cannot burn on their own, even with preheating in large-area heat exchangers. A very limited range of compounds can be concentrated before combustion, such as alcohols on a zeolite rotor; for some other substances static or dynamic adsorbers with different sorbents are available. Both adsorbers and catalytic combustion reactors always increase aerodynamic drag and require the installation of a fan whose pressure output covers the losses.
Velmi často nastává situace, kdy musí být lože katalytické spalovny trvale dotápěno pomocnými elektrickými články, a přesto vystupující spaliny nemají požadované složení.Very often there is a situation where the bed of the catalytic incinerator must be permanently reheated by auxiliary electric cells, and yet the exhaust gases do not have the required composition.
Další, ekonomicky značně nákladné, je přímé spalování škodlivin v hořáku. Znečištěná vzdušina se použije jako primární a sekundární vzduch pg/jgg-2upraveného hořáku a uvolněné teplo se podle možností využije v připojeném utilizačním kotli.Another, economically very expensive, is the direct combustion of pollutants in the burner. The polluted air is used as the primary and secondary air of the pg / jgg-2 treated burner and the released heat is used in the connected utilization boiler as far as possible.
U malých zdrojů, např. u odpadních plynů z nitridačních pecí, které obsahují amoniak, se pro likvidaci škodlivin používají otápěné trubkové pícky, které je třeba před použitím předehřát na požadovanou teplotu, zpravidla kolem 800 °C. Odpadní teplo se u malých zdrojů nevyužívá.For small sources, eg waste gases from nitriding furnaces, which contain ammonia, heated tube furnaces are used to eliminate pollutants, which must be preheated to the required temperature, usually around 800 ° C, before use. Waste heat is not used for small sources.
Podstata vynálezuThe essence of the invention
Uvedené nedostatky dosavadního stavu techniky do značné míry odstraňuje zařízení pro eliminaci plynných škodlivin podle vynálezu, jehož podstatou je, že obsahuje před výstupem škodlivin do ovzduší spalovací modul obsahující topný drát, připojený na zdroj proudu s regulační jednotkou pro nastavení optimální teploty topného drátu. Spalovací modul je s výhodou opatřen alespoň jedním ventilátorem.These shortcomings of the prior art are largely eliminated by the device for eliminating gaseous pollutants according to the invention, the essence of which is that it comprises a combustion module comprising a heating wire connected to a power source with a control unit for setting the optimum heating wire temperature. The combustion module is preferably provided with at least one fan.
Ve výhodném provedení toto zařízení podle vynálezu obsahuje sondu pro měření druhu a koncentrace škodlivin proudících do spalovacího modulu a přídavný ventilátor pro ředění škodlivin proudících do spalovacího modulu.In a preferred embodiment, the device according to the invention comprises a probe for measuring the type and concentration of pollutants flowing into the combustion module and an additional fan for diluting the pollutants flowing into the combustion module.
V jiném výhodném provedení zařízení podle vynálezu je topný drát vyroben z kanthalu nebo chromniklu, případně z materiálů obsahujících platinu, rhodium a jiné drahé kovy a jejich slitiny. Průřez topného drátuje přitom v rozmezí od 0,01 do 50 mm .In another preferred embodiment of the device according to the invention, the heating wire is made of kanthal or chromium-nickel, optionally of materials containing platinum, rhodium and other precious metals and their alloys. The cross section of the heating wire is in the range from 0.01 to 50 mm.
V dalším výhodném provedení zařízení podle vynálezu je topný drát ve výstupu škodlivin do ovzduší uspořádaný ve směru toku škodlivin, zejména je uspořádán jako soustava vzájemně rovnoběžných úseků uspořádaných ve směru toku škodlivin.In a further preferred embodiment of the device according to the invention, the heating wire at the outlet of the pollutants into the air is arranged in the direction of the pollutant flow, in particular is arranged as a set of mutually parallel sections arranged in the pollutant flow direction.
V ještě jiném výhodném provedení zařízení podle vynálezu je topný drát ve výstupu škodlivin do ovzduší uspořádaný jako první soustava vzájemně rovnoběžných kolmo na směr toku škodlivin uložených úseků a druhá soustava vzájemně rovnoběžných kolmo na směr toku škodlivin a kolmo na úseky prvníIn yet another preferred embodiment of the device according to the invention, the heating wire at the air outlet is arranged as a first set of mutually parallel perpendicular to the flow direction of the deposited sections and a second set of mutually parallel perpendicular to the flow direction and perpendicular to the first sections.
153468-3soustavy uložených úseků, kde první a druhá soustava kolmo na směr toku škodlivin uložených úseků vytvářejí síťku. Výhodné přitom je, obsahuje-li spalovací modul alespoň dvě za sebou ve směru toku škodlivin uspořádané a kolmo na směr toku škodlivin uložené síťky.153468-3Sets of stored sections, where the first and second systems perpendicular to the direction of flow of pollutants of the stored sections form a network. It is advantageous if the combustion module comprises at least two nets arranged one behind the other in the direction of the flow of pollutants and arranged perpendicular to the direction of the flow of pollutants.
Takto vytvořené zařízení podle vynálezu umožňuje likvidaci škodlivin tím, že v něm dochází k jejich energetické excitaci v prostředí s vysokým stechiometrickým přebytkem kyslíku, ionizaci a následnému spálení či oxidaci na povrchu a v blízkém okolí rozžhaveného drátu.The device according to the invention thus formed enables the elimination of pollutants by their energetic excitation in an environment with a high stoichiometric excess of oxygen, ionization and subsequent combustion or oxidation on the surface and in the vicinity of the hot wire.
Přehled obrázků na výkresechOverview of figures in the drawings
Vynález bude dále podrobněji popsán podle přiloženého výkresu, na němž je na obr. 1 znázorněno první příkladné provedení zařízení pro eliminaci plynných škodlivin podle vynálezu, na obr. 2 je znázorněno druhé a na obr. 3 je znázorněno třetí příkladné provedení zařízení pro eliminaci plynných škodlivin podle vynálezu, na obr. 4 je schematicky znázorněno první příkladné provedení spalovacího modulu zařízení pro eliminaci plynných škodlivin podle vynálezu, na obr. 5 je znázorněno druhé příkladné provedení spalovacího modulu zařízení pro eliminaci plynných škodlivin podle vynálezu a na obr. 6 je schematicky znázorněno první příkladné provedení zařízení pro eliminaci plynných škodlivin podle vynálezu doplněné o přídavný ventilátor.The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawing, in which Fig. 1 shows a first exemplary embodiment of a gaseous pollutant eliminating device according to the invention, Fig. 2 shows a second and Fig. 3 shows a third exemplary embodiment of a gaseous pollutant eliminating device. according to the invention, Fig. 4 schematically shows a first exemplary embodiment of a combustion module of a gaseous pollutant removal device according to the invention, Fig. 5 shows a second exemplary embodiment of a combustion module of a gaseous pollutant removal device according to the invention and Fig. 6 schematically shows a first exemplary embodiment of a device for eliminating gaseous pollutants according to the invention supplemented by an additional fan.
Příklady provedení vynálezuExamples of embodiments of the invention
Na obr. 1 je schematicky znázorněno první příkladné provedení zařízení pro eliminaci plynných škodlivin podle vynálezu. Hlavní ventilátor 1 odsává z výrobních linek nebo z továrních hal kontaminovanou vzdušinu a vede ji ke spalovacímu modulu 2 a odtud přes výdechový modul 3 do ovzduší. Spalovací modul 2 však může být uspořádán i v samotahu, bez hlavního ventilátoru 1. Spalovací modul 2 obsahuje topný drát 5 z kanthalu, viz obr. 3 a 4, připojený k napájecí jednotce. Topný drát 5 může být v jiných příkladných provedeníchFig. 1 schematically shows a first exemplary embodiment of a device for eliminating gaseous pollutants according to the invention. The main fan 1 sucks contaminated air from the production lines or from the factory halls and leads it to the combustion module 2 and from there via the exhalation module 3 to the air. However, the combustion module 2 can also be arranged in solitude, without the main fan 1. The combustion module 2 comprises a heating wire 5 made of kanthal, see Figs. 3 and 4, connected to the power supply unit. The heating wire 5 may be in other exemplary embodiments
22.11.201»11/22/2013 »
-4vyroben z místo z kanthalu z chromniklu, platiny, rhodia nebo jiných drahých kovů, případně jejich slitin. Topný drát 5 může mít průřez v rozmezí od 0,01 do 50 mm2. Topný drát 5 může být natažen ve směru proudění vzdušiny ve spalovacím modulu, viz šipky, může ho tvořit několik takových paralelně uspořádaných topných drátů 5 nebo může být vytvořen jako síťka, která je svou plochou uspořádaná kolmo ke směru proudění vzdušiny ve spalovacím modulu. Hustota takové síťky, případně vzdálenost paralelně uspořádaných topných drátů je zvolena tak, aby všechny plynné molekuly vzdušniny musely projít tou částí teplotního pole některého z drátů 5, kde je při uvažované době setrvání teplota nad hodnotou, při níž dochází k prakticky úplnému spálení dané škodliviny.-4Made of kanthal from chromium-nickel, platinum, rhodium or other precious metals or their alloys. The heating wire 5 may have a cross section in the range from 0.01 to 50 mm 2 . The heating wire 5 can be stretched in the direction of air flow in the combustion module, see arrows, it can be formed by several such heating wires 5 arranged in parallel or it can be formed as a net which is arranged perpendicular to the air flow direction in the combustion module. The density of such a net or the distance of the heating wires arranged in parallel is chosen so that all gaseous air molecules must pass through that part of the temperature field of one of the wires 5 where the temperature is above the value at which the pollutant is practically completely burned.
Na obr. 2 je schematicky znázorněno druhé příkladné provedení zařízení pro eliminaci plynných škodlivin podle vynálezu. Na rozdíl od prvního řešení je zde hlavní ventilátor 1 až za spalovacím modulem 2, tedy hlavní ventilátor 1 nevhání kontaminovanou vzdušinu do spalovacího modulu 2, ale nasává vzduch který již prošel spalovacím modulem 2.Fig. 2 schematically shows a second exemplary embodiment of a device for eliminating gaseous pollutants according to the invention. In contrast to the first solution, there is a main fan 1 only behind the combustion module 2, i.e. the main fan 1 does not blow contaminated air into the combustion module 2, but sucks in the air which has already passed through the combustion module 2.
Na obr. 3 je schematicky znázorněno třetí příkladné provedení zařízení pro eliminaci plynných škodlivin podle vynálezu, které kombinuje obě předchozí příkladná řešení, to jest hlavní ventilátor 1 vhání vzdušinu do spalovacího modulu 2 a vedlejší ventilátor 4 nasává vzduch který již prošel spalovacím modulem 2.Fig. 3 schematically shows a third exemplary embodiment of a device for eliminating gaseous pollutants according to the invention, which combines the two previous exemplary solutions, i.e. the main fan 1 blows air into the combustion module 2 and the secondary fan 4 sucks air already passed through the combustion module 2.
Na obr. 4 je schematicky znázorněno první příkladné provedení spalovacího modulu 2, u něhož je topný drát 5 uspořádán jako soustava vzájemně rovnoběžných úseků uložených ve směru toku škodlivin, který je znázorněn šipkami.Fig. 4 schematically shows a first exemplary embodiment of a combustion module 2, in which the heating wire 5 is arranged as a set of mutually parallel sections arranged in the direction of the flow of pollutants, which is shown by the arrows.
Na obr. 5 je schematicky znázorněno druhé příkladné provedení spalovacího modulu 2, u něhož je topný drát 5 uspořádán jako několik za sebou uložených sítěk, jejichž plochy jsou kolmé ke směru toku škodlivin, který je znázorněn šipkami.Fig. 5 schematically shows a second exemplary embodiment of the combustion module 2, in which the heating wire 5 is arranged as several meshes arranged one behind the other, the surfaces of which are perpendicular to the direction of the flow of pollutants, which is indicated by arrows.
aa.. ii. aou»aa .. ii. aou »
-5Na obr. 6 je schematicky znázorněno první příkladné provedení zařízení pro eliminaci plynných škodlivin podle vynálezu doplněné o přídavný ventilátor 6, používaný pro rozředění kontaminované vzdušiny tehdy, pokud by v důsledku velké koncentrace nebezpečných par a plynů hrozilo překročení hranice dolní meze výbušnosti směsi látek se vzduchem. Přídavný ventilátor 6 je napojen na neznázoměnou sondu pro měření druhu a koncentrace škodlivin proudících do spalovacího modulu. V případě velké koncentrace nebezpečných par a plynů se přídavný ventilátor 6 zapne a jím přiváděný nekontaminovaný vzduch nebo jiný vhodný plyn rozředí škodliviny proudící do spalovacího modulu 2 na přípustnou hodnotu.Fig. 6 schematically shows a first exemplary embodiment of a gaseous pollutant removal device according to the invention supplemented by an additional fan 6 used for diluting contaminated air if, due to a high concentration of hazardous vapors and gases, there is a risk of exceeding the lower explosive limit. by air. The additional fan 6 is connected to a probe (not shown) for measuring the type and concentration of pollutants flowing into the combustion module. In the event of a high concentration of hazardous vapors and gases, the auxiliary fan 6 is switched on and the uncontaminated air or other suitable gas supplied by it dilutes the pollutants flowing into the combustion module 2 to an permissible value.
Zařízení podle vynálezu pracuje tak, že kontaminovaná vzdušina, například z výrobních prostor, se vhání hlavním ventilátorem 1 do spalovacího modulu 2, jehož topné dráty 5 jsou vyhřáty na teplotu alespoň o 50 °C vyšší, než je minimální teplota nutná ke spálení přítomných škodlivin. Kontaminovaná vzdušina prochází kolem topných drátů 5. Topné dráty 5 vytvářejí kolem sebe teplotní pole, přičemž je třeba konstrukci spalovacího modulu 2 navrhnout tak, aby se každá částice škodliviny unášená vzdušinou přes spalovací modul zdržela v prostoru s dostatečně vysokou teplotou alespoň po dobu nutnou ke svému prakticky kvantitativnímu spálení nebo požadované úrovni destrukce. Při jednou dané konstrukci spalovacího modulu 2 je tedy třeba nastavit teplotu topných drátů 5 tak, aby při nastavené rychlosti proudění vzdušiny spalovacím modulem 2 i uprostřed mezi dvěma sousedními topnými dráty 5 přesahovala teplotu nutnou ke spálení škodliviny.The device according to the invention operates in such a way that contaminated air, for example from production premises, is blown by a main fan 1 into a combustion module 2, the heating wires 5 of which are heated to a temperature at least 50 ° C higher than the minimum temperature required to burn the pollutants present. Contaminated air passes around the heating wires 5. The heating wires 5 create a temperature field around each other, and the construction of the combustion module 2 must be designed so that each pollutant entrained by the air through the combustion module stays in a sufficiently high temperature for at least the time necessary to practically quantitative incineration or the required level of destruction. With a given design of the combustion module 2, it is therefore necessary to set the temperature of the heating wires 5 so that at a set air flow rate through the combustion module 2 even in the middle between two adjacent heating wires 5 it exceeds the temperature necessary to burn the pollutant.
Neznázoměný zdroj napájení topných drátů 5 je s výhodou opatřen regulační jednotkou, která nastavuje výkon topných drátů 5 a tím, za jinak nezměněných okolností, i jejich teplotu.A power supply (not shown) of the heating wires 5 is preferably provided with a control unit which adjusts the power of the heating wires 5 and thus, under otherwise unchanged circumstances, their temperature.
Pro sledování teploty topných drátů 5 je vhodné použít bezkontaktních měřičů, například infračervených, nebo měřit jejich elektrický odpor a jeho změnu. Pro sledování správné funkce zařízení podle vynálezu je vhodné měřitTo monitor the temperature of the heating wires 5, it is suitable to use non-contact meters, for example infrared, or to measure their electrical resistance and its change. To monitor the correct function of the device according to the invention, it is suitable to measure
2Žrll. 2QL32Žrll. 2QL3
-6- .:.. : .:. .:. .:-6-.: ..:.:. .:. .:
analyzovat vzdušinu vycházející z výdechového modulu 3 do ovzduší plynovým chromatografem.analyze the air coming out of the exhalation module 3 into the air by a gas chromatograph.
Toto zařízení může být použito pro široký rozsah koncentrací spalitelných látek ve vzdušině, a to i pro spalování velmi nízkých koncentrací silně toxických a/nebo zapáchajících látek, které by bylo obtížné koncentrovat například absorpcí či adsorpcí. U velmi koncentrovaných par a plynů, kde by naopak hrozilo překročení hranice dolní meze výbušnosti směsi látek se vzduchem, je možno použít ředění vzduchem a/nebo jiným plynem, případně i vodní parou.This device can be used for a wide range of concentrations of combustible substances in the air, even for the combustion of very low concentrations of highly toxic and / or odorous substances, which would be difficult to concentrate, for example by absorption or adsorption. In the case of highly concentrated vapors and gases, where there is a risk of exceeding the lower explosive limit of the mixture of substances with air, it is possible to use dilution with air and / or another gas, possibly also with steam.
Při typickém použití takového zařízení pro likvidaci nízkých koncentrací spalitelných škodlivin ve vzdušině probíhá spalování s vysokým stechiometrickým přebytkem vzdušného kyslíku vůči spalitelným složkám a uplatňují se zde i jiné reakční, to jest odbourávám' mechanismy než ty, které probíhají při prosté termické destrukci v redukčním prostředí. Je zřejmé, že pořadí odolnosti jednotlivých sloučenin vůči odbourávání je za těchto podmínek jiné. Tak je kupříkladu možno lehce spálit páry benzenu, které při termické destrukci působí vážné problémy. Je možno říci, že spalování v plameni a na žhaveném topném drátě 5 je do značné míry komplementární.In the typical use of such a device for the elimination of low concentrations of combustible pollutants in the air, combustion takes place with a high stoichiometric excess of atmospheric oxygen over the combustible components and other reaction mechanisms are applied here. It is clear that the order of resistance of the individual compounds to degradation is different under these conditions. Thus, for example, benzene vapors can be easily burned, which causes serious problems during thermal destruction. It can be said that the combustion in the flame and on the hot heating wire 5 is to a large extent complementary.
Při využití metody spalování na žhaveném topném drátě 5 není k dosažení teplot potřebných pro prakticky kvantitativní likvidaci určitých škodlivin či jejich směsí zapotřebí přidávat žádnou další spalitelnou složku, tedy podpůrné palivo jako jsou zemní plyn či topný olej. Tím se nezvyšuje objemový průtok vyčištěných plynů za spalovacím zařízením.When using the combustion method on a hot heating wire 5, it is not necessary to add any other combustible component, i.e. an auxiliary fuel such as natural gas or fuel oil, to reach the temperatures required for the practically quantitative disposal of certain pollutants or their mixtures. This does not increase the volume flow of the cleaned gases behind the combustion device.
Při typickém použití s nízkými vstupními koncentracemi likvidovaných škodlivin jsou za spalovacím zařízením koncentrace vodních par a oxidu uhličitého jen o málo vyšší, než jaké byly na vstupu do spalování. Pokud nejsou překročeny hodnoty přípustných expozičních limitů, je možné vyčištěnou vzdušinu vracet zpět do pracovního ovzduší, což zvláště v chladném počasí může šetřit náklady na nucené větrání a následné vytápění výrobních prostorů.In typical applications with low input concentrations of eliminated pollutants, the concentrations of water vapor and carbon dioxide behind the combustion plant are only slightly higher than they were at the input to combustion. If the values of the permissible exposure limits are not exceeded, it is possible to return the cleaned air to the working air, which can save the costs of forced ventilation and subsequent heating of production premises, especially in cold weather.
22. 11.20tfr22. 11.20tfr
-Ί - .:::· • ·· · · ··· ··· ·-Ί -. ::: · • ·· · · ··· ··· ·
Spalovací zařízení se žhaveným topným drátem 5 neobsahuje klasický hořák vyžadující nákladné zabezpečovací prvky jako jsou zapalovač, hlídač plamene, stabilizační hořák, pomocné ventilátory a časové spínače pro odvětrání spalovacího prostoru před zapálením hořáku, regulátory, rozvody, zásobníky paliva atd..The incinerator with a hot heating wire 5 does not contain a conventional burner requiring expensive security elements such as a lighter, flame monitor, stabilizing burner, auxiliary fans and timers for venting the combustion chamber before igniting the burner, regulators, wiring, fuel tanks, etc.
Použití zařízení s žhaveným topným drátem 5 umožňuje likvidovat vybrané škodliviny i s velkými a náhlými změnami průtokových rychlostí, což u jiných technik způsobuje výrazné potíže.The use of a device with a hot heating wire 5 makes it possible to eliminate selected pollutants even with large and sudden changes in flow rates, which causes significant problems with other techniques.
Regulační a zabezpečovací obvody spalovacího zařízení se žhaveným topným drátem 5 mohou být velmi jednoduché, a tím i levné. Pokud se do regulačního schématu zahrne změna odporu topnice s teplotou, mohou být ušetřeny jak náklady na pořízení přístrojů pro měření rychlostí průtoků vzdušiny, tak i přístrojů pro měření koncentrací spalitelných látek.The control and safety circuits of the incinerator with a hot heating wire 5 can be very simple and thus inexpensive. If a change in the resistance of the heater with temperature is included in the control scheme, both the cost of acquiring instruments for measuring air flow rates and instruments for measuring the concentrations of combustible substances can be saved.
Doba, která uplyne mezi zapnutím zařízení a dosažením jeho nominálních spalovacích parametrů je velmi krátká a zpravidla nepřesahuje několik sekund. To je méně než při běžném zapalování a náběhu spalovacího hořáku a výrazně méně než při použití katalytického spalovacího lože, jehož vyhřívání před použitím trvá obvykle několik desítek minut až hodin. Tato vlastnost umožňuje, aby spalovací zařízení se žhaveným topným drátem 5 bylo použito i jako zabezpečovací zařízení pro rychlou likvidaci procesních havárií, když dojde k nečekanému výronu nebezpečných plynů a par do pracovního ovzduší.The time that elapses between switching on the device and reaching its nominal combustion parameters is very short and usually does not exceed a few seconds. This is less than with conventional ignition and combustion burner start-up, and significantly less than with a catalytic combustion bed, which usually takes several tens of minutes to hours to heat before use. This feature allows the incinerator with a hot heating wire 5 to also be used as a safety device for the rapid elimination of process accidents when dangerous gases and vapors are unexpectedly emitted into the working atmosphere.
Na rozdíl od katalytického spalování, kde zpravidla dochází k postupné dezaktivaci katalyzátoru a tím k poklesu účinnosti destrukce cílových látek, kterou je obvykle nutno kompenzovat zvyšující se pracovní teplotou katalytického lože, se účinnost spalování žhaveným topným drátem 5 prakticky po celou dobu životnosti topného drátu 5 nemění.Unlike catalytic combustion, where there is usually a gradual deactivation of the catalyst and thus a decrease in the efficiency of destruction of target substances, which usually has to be compensated by increasing catalytic bed operating temperature, the efficiency of combustion with hot heating wire 5 does not change practically throughout the life of heating wire 5. .
Při vhodně zvolených profilech spalovacích průřezů a paketovém uspořádání několika pater topných drátů 5 nad sebou je možno výrazně omezit ztráty tepla nadměrným ohřevem stěn spalovacího modulu a jejich sáláním.With suitably selected profiles of combustion cross-sections and a packet arrangement of several floors of heating wires 5 one above the other, it is possible to significantly reduce heat losses by excessive heating of the walls of the combustion module and their radiation.
D3408*D3408 *
2^-11.20132 ^ -11.2013
-8Aby se ušetřilo na elektrické energii potřebné k ohřevu vzdušiny na spalovací teplotu, je možno se spalovacím zařízením na principu žhaveného topného drátu 5 používat běžných tepelných rekuperátorů plyn-plyn, případně pro předehřev znečištěné vzdušiny využít odpadního tepla z jiného zdroje. Sestava s tepelným výměníkem zaručuje velmi rychlý náběh a výbornou účinnost spalování hned od zapnutí žhavicího proudu do topných smyček a postupný pokles spotřeby energie v čase s tím, jak se výměník prohřívá. Toto uspořádání je samozřejmě nákladnější na počáteční investici, avšak při déledobém provozu spalovacího zařízení může být provozně výrazně levnější.In order to save on the electrical energy needed to heat the air to the combustion temperature, it is possible to use conventional gas-gas heat recuperators with the combustion device on the principle of hot heating wire 5, or to use waste heat from another source to preheat the polluted air. The assembly with a heat exchanger guarantees a very fast start-up and excellent combustion efficiency right from the start of the glow current in the heating loops and a gradual decrease in energy consumption over time as the exchanger heats up. This arrangement is, of course, more expensive for the initial investment, but can be significantly cheaper to operate during long-term operation of the combustion plant.
Tlaková ztráta na spalovacím modulu 2 se žhaveným topným drátem 5 může být velmi nízká, protože plocha topných drátů 5 zabírá jen velmi malou plochu celkového spalovacího průřezu. Na rozdíl od jiných technik likvidace škodlivin může být technika spalování na žhaveném topném drátě 5 podstatně snadněji implementována do stávajících zařízení (retrofity), protože spalovací zařízení tohoto typuje možno namontovat místo části vzduchotechnického potrubí a bez nároku na výměnu stávajícího ventilátoru.The pressure drop on the combustion module 2 with the heated heating wire 5 can be very low, because the area of the heating wires 5 occupies only a very small area of the total combustion cross section. Unlike other pollutant disposal techniques, the combustion technique on a hot heating wire 5 can be implemented much more easily in existing devices (retrofits), because a combustion device of this type can be mounted instead of a part of an air duct and without the need to replace an existing fan.
Celkově lze říci, že spalovací modul 2 pro spalování škodlivin na žhaveném topném drátu 5 téměř nezvyšuje aerodynamický odpor a je možné ho dosadit do stávajících vzduchotechnických potrubních cest. Ekonomické propočty naznačují, že v mnoha případech jde o výhodnou alternativní metodu snižování koncentrací škodlivých látek ve vzdušině.Overall, it can be said that the combustion module 2 for the combustion of pollutants on the heated heating wire 5 hardly increases the aerodynamic drag and can be installed in existing air ducts. Economic calculations suggest that in many cases this is an advantageous alternative method of reducing concentrations of harmful substances in the air.
Další ekonomickou výhodou řešení likvidace na žhaveném topném drátu 5 je to, že není nutné použití paliva a nedochází tedy ke zvýšení objemu plynné fáze.Another economic advantage of the disposal solution on the hot heating wire 5 is that the use of fuel is not necessary and thus the volume of the gas phase does not increase.
Průmyslová využitelnostIndustrial applicability
Zařízení pro eliminaci plynných škodlivin podle technického řešení lze využít pro čištění vzdušiny v průmyslových podnicích, zejména tam, kde nízká koncentrace škodlivin velmi ztěžuje jejich případné spálení.The device for the elimination of gaseous pollutants according to the technical solution can be used for air purification in industrial enterprises, especially where the low concentration of pollutants makes it very difficult to burn them.
Claims (9)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2013-941A CZ2013941A3 (en) | 2013-11-27 | 2013-11-27 | Apparatus for elimination of gaseous harmful products |
| PCT/CZ2014/000141 WO2015078425A1 (en) | 2013-11-27 | 2014-11-27 | Apparatus for eliminating gaseous pollutants by thermal incineration with heating wires |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2013-941A CZ2013941A3 (en) | 2013-11-27 | 2013-11-27 | Apparatus for elimination of gaseous harmful products |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2013941A3 true CZ2013941A3 (en) | 2015-06-03 |
Family
ID=52596261
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2013-941A CZ2013941A3 (en) | 2013-11-27 | 2013-11-27 | Apparatus for elimination of gaseous harmful products |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ2013941A3 (en) |
| WO (1) | WO2015078425A1 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110141441A (en) * | 2019-06-10 | 2019-08-20 | 华晨专用车装备科技（大连）有限公司 | The isolation cabin device for having negative pressure ventilation epidemic prevention medical functions |
| CN111744346A (en) * | 2020-07-02 | 2020-10-09 | 天津市英格环保科技有限公司 | Tail gas purification method for lysine granulation system |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2981057A (en) * | 1959-08-20 | 1961-04-25 | Buttler John Allen | Combination muffler and after burner |
| DE2017954A1 (en) * | 1970-03-18 | 1971-10-14 | Macko, Josef, 8000 München | Motor vehicle exhaust system |
| GB1396607A (en) * | 1972-06-03 | 1975-06-04 | Culp N B | Exhaust gas thermal afterburning apparatus |
| DE2353389A1 (en) * | 1973-10-25 | 1975-05-07 | Anton Schneider | Exhaust gas after-burner - comprises wire-mesh discs with electrical connection, contained in insulated tube |
| EP1559881A1 (en) * | 2004-02-02 | 2005-08-03 | Browston Trading S.A. | Apparatus for thermal destruction of gaseous and particulate pollutants |
| US20110212010A1 (en) * | 2009-09-02 | 2011-09-01 | Despatch Industries Limited Partnership | Apparatus and Method for Thermal Destruction of Volatile Organic Compounds |
-
2013
- 2013-11-27 CZ CZ2013-941A patent/CZ2013941A3/en unknown
-
2014
- 2014-11-27 WO PCT/CZ2014/000141 patent/WO2015078425A1/en active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2015078425A1 (en) | 2015-06-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU690568B2 (en) | Method and afterburner apparatus for control of highly variable flows | |
| CN103868080B (en) | Big flow low-heat value harmful waste gas incineration treatment technology | |
| CN204247684U (en) | The contaminated soil thermal desorption system of the efficient reuse of a kind of waste heat | |
| AU2014349841A1 (en) | Methods for treating waste gas streams from incineration processes by addition of ozone | |
| CZ2013941A3 (en) | Apparatus for elimination of gaseous harmful products | |
| CN205807439U (en) | A kind of double RTO stove VOCs retracting device | |
| Omari et al. | Operating conditions of a locally made fixed-bed incinerator, a case study of Bagamoyo–Tanzania | |
| KR102634533B1 (en) | VOCs REMOVAL SYSTEM | |
| Anichkov et al. | Development of SNCR technology and prospects of its application | |
| KR101645171B1 (en) | NON-DEGRADABLE HAZARDOUS GAS PURIFICATION SYSTEM GENERATED IN THE SEMICONDUCTOR AND VOCs EMISSION PROCESS | |
| CZ26840U1 (en) | Apparatus for elimination of gaseous harmful substances | |
| Kucharczyk et al. | Studies on work of a prototype installation with two types of catalytic bed in the reactor for oxidation of methane from mine ventilation air | |
| PL181258B1 (en) | Method of and apparatus for recovering energy from a medium containing flammable substances oven of low concentration | |
| KR102338658B1 (en) | Generative thermal oxidizer system installed enhanced purge system for removing remain ordor | |
| RU177616U1 (en) | Thermal recovery unit | |
| Katari et al. | Incineration techniques for control of volatile organic compound emissions Part I. fundamentals and process design considerations | |
| KR20110016307A (en) | Waste water treatment system using brown gas | |
| US7566423B2 (en) | Air purification system employing particle burning | |
| DE102013100108A1 (en) | Thermal post-combustion plant for cleaning contaminated exhaust gases of stirling engine, has post-combustion chamber that is thermally connected to Peltier element which converts heat energy into mechanical and/or electrical energy | |
| CN211232905U (en) | Low NOx type heat accumulation formula exhaust treatment system | |
| JP2010017609A (en) | Voc removal system utilizing engine exhaust heat from cogeneration facility and method of operating the same | |
| US20090252664A1 (en) | Methods and apparatus for heating reagents and effluents in abatement systems | |
| Chiang et al. | Combustion Control | |
| CN203489281U (en) | High-efficiency incineration equipment | |
| Baukal Jr et al. | Pollutant emissions |