DE1922949A1 - Process and equipment for burning oxidis- - able materials in waste gas - Google Patents

Abstract

A heat exchanger is positioned in the lower portion of a burner assembly so that part of the incoming gas is heated to at least 200 degrees C, resulting in the commencement of oxidation inside the heat exchanger. The two primary burners are set tangentially in the body above the heat exchanger so that the preheated partly oxidised gas passes through the burning zone in a spiral path into the top of the burner chamber which may contain a catalyst bed, returning through a peripheral annular space to the heat exchange for discharge. The configuration of the burners in the body ensures thorough mixing of gases, and increases the burning effectiveness. Overheating is prevented by adding dilution air at the top of the chamber. The whole burner assembly is smaller than comparable duty equipment. The gas residues can be organic such as hydrocarbons, or inorganic such as hydrogen sulphide.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur verbrennung oxldierbarer Bestandteile in Abgasen Verfaheren zur Verbrennung oxldierbarer Bestandteile in Abgasen eind bekannt, boi d@nen die Abgase naoh Durchströmen eines getrennten Gegenstromwärmeaustauschers durch eine von einer Ringkammer 8umgebene Brennkammer strömen, die an ihrem einen Ende einen mittig angeordneten, in der Leistung regelbaren Brenner enthält. Die Abgasführung erfolgt dabei derart, daß die Abgase nach Durchströmen des Gegenstromwärmeaustauschers zunächst in Spiraolform durch die Ringkammor fliege und von dort an dem@ Ende in die Brennkammer eintreten, an dei der Brenner angebracht ist. Nach Vorlaasen der Brennkammer strten die Verbrennungsgase, d. h. die Abgase, in denen die oridierbaren Bestandteile bis zu dem erwüschten Oxidationsgrad verbrannt wurden, durch den Gegenstromwärmeaustauscher, um so durch indirekten Wärmeaustausch die in die Vorrichtung eintretenden Abgase vorzuheizen. Im Regelfall verwendet man dabei Wärmeaustauscher mit innerhalb eines Aussenraumes angebraohten Qaskanälen, wobei die suge Mhtten Abgase den Außenraum und die die Brenntammer verlassenden Verbrennungsgase die Gaskanäle durchströmen. Process and device for the combustion of oxidizable components in exhaust gases process for the combustion of oxidizable components in exhaust gases It is known that the flue gases can flow through a separate countercurrent heat exchanger flow through a combustion chamber surrounded by an annular chamber 8, which at its one The end contains a centrally located burner that can be regulated in output. the Exhaust gas routing takes place in such a way that the exhaust gases after flowing through the countercurrent heat exchanger first fly in Spiraol form through the ring chamber and from there at the @ end in enter the combustion chamber to which the burner is attached. According to the Combustion chamber interferes with the combustion gases, i. H. the exhaust gases in which the traceable Components up to the desired degree of oxidation were burned, through the counterflow heat exchanger, the more so through indirect heat exchange the to preheat exhaust gases entering the device. Usually one uses it Heat exchangers with Qaskanäle brawned inside an outer space, wherein the suction exhaust gases enter the outside space and the combustion gases leaving the combustion chamber flow through the gas channels.

Diese Verfahren und Vorrichtungen haben den Nachteil, daß je nach der Zusammensetzung der zu behandelnden Abgase bereits in der Ringkammer vor dem Eintritt in die Brennkammer Oxidationsreaktionen einsetzen können, die vielfach bereits bei Abgastemperaturen von 2000 a beginnen und infolge des exothermen Reaktionsverlaufs die Abgase in der Ringkammer weiter aufheizen. Daduroh wird die Reaktionsführung weitgehend unkontrollierbar, insbesondere dann, wenn die zu behandelnden Abgase hinsichtlich ihres Gehaltes an oxidierbaren Bestandteilen, wie Kohlenwasserstoffen, schwanken.These methods and devices have the disadvantage that, depending on the composition of the exhaust gases to be treated already in the annular chamber before Entry into the combustion chamber can use oxidation reactions, many times begin at exhaust gas temperatures of 2000 a and as a result of the exothermic course of the reaction continue to heat the exhaust gases in the annular chamber. Daduroh will conduct the reaction largely uncontrollable, especially when the exhaust gases to be treated with regard to their content of oxidizable components such as hydrocarbons, vary.

Außerdem unterliegt die Außenwand der Ringkammer infolge der dort auftretenden schlecht kontrollierbaren lokalen Erhitzung erhöhter Korrosion, die ein relative häufiges Auswechseln und damit Stillegen der Apparatur erfordert.In addition, the outer wall of the annular chamber is subject to there occurring poorly controllable local heating increased corrosion, the requires a relatively frequent replacement and thus shutdown of the apparatus.

Schließlich können bei den bekannten Verfahren verfrthte Oxidationsreaktionen in der Ringkammer zu Rußablagerwlgen und damit &u einer unerwtinsohten Verstopfung der Ringkammer fuhren, wenn die Sauerstoffzufuhr in der Ringkammer nicht fur eine vollständige Verbrennung ausreicht. Die Reinigung der Ringkammer von Rußablagerungen ist ebenfalls mit nicht unerheblichem Aufwand verbunden.Finally, with the known processes, oxidation reactions can occur in the annular chamber to soot deposits and thus & u an unexpected clogging lead to the annular chamber when the oxygen supply in the annular chamber fails for a complete combustion is sufficient. The cleaning of the ring chamber from soot deposits is also with not inconsiderable effort involved.

Aufgabe der Erfindung war ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verbrennung oxidierbarer Bestandteile in Abgaeen, bei denen die Nachteile bekannter Verfahren vermieden werden und auch bei schwankenden Abgasvolumen und schwankenden Gehalten der oxidierbaren flestandteile in den Abgasen die Verbrennung gut kontrolliert und den wechselnden Betriebsbedingungen angepaßt werden kann. Außerdem soll däbei mit dem geringstmöglichen Energiebedarf gearbeitet und eine mbglichst wenig Raum einnehiflende Apparatur verwendet werden können.The object of the invention was a method and a device for combustion oxidisable constituents in waste, where the disadvantages of known processes can be avoided and also with fluctuating exhaust gas volumes and fluctuating contents of the oxidizable components in the exhaust gases, the combustion is well controlled and can be adapted to changing operating conditions. In addition, it should be included Worked with the lowest possible energy requirements and occupies as little space as possible Apparatus can be used.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Verbrennung oxidierbarer Bestandteile in Abgasen durch Hindurchleiten der Abgase durch einen Wärmeaustauscher mit innerhalb eines Das durchströmten Außenraumes angebrachten Gaskanälen, den Abgase im Gegenstrom zu den heißen Verbrennungsgasen durchströmen, und anschließend durch eine wenigstens einen in der Leistung regelbaren Brenner enthaltende Brennkammer und eine die Brennkammer umgebende Ringkazier ist dadurch gekennzeichnet, daß man die Abgase wenigstens teilweise durch die Gaskanäle des Wärmeaustaunchers leitet und dabei mit Hilfe der durch den Außenraum strömenden Verbrennungsgase auf mindestens 200° C und so hoch erhitzt, daß bereits innerhalb des Wärmeaustauochers eine wenigstens teilweise thermische Verbrennung stattfindet, denn die Abgase mit dem Wärmeaustauscher unmittelbar nachgeschalteten Brennern auf die für den erwünschten Oxidationsgrad erforderliche Reaktionstemperatur erhitzt und von der Brennkammer durch die Ringkammer und anschließend durch den Außenraum des Wärmeaustauschers leitet.The method according to the invention for the combustion of oxidizable components in exhaust gases by passing the exhaust gases through a heat exchanger with within One of the gas ducts attached to the outside space through which the air flows, the exhaust gases in counterflow to flow through to the hot combustion gases, and then through at least one a combustion chamber containing the power adjustable burner and a combustion chamber surrounding Ringkazier is characterized in that the exhaust gases are at least partially through the gas channels of the heat exchanger and with the help of the Combustion gases flowing outside are heated to at least 200 ° C and so high, that already within the heat exchanger an at least partially thermal Combustion takes place because the exhaust gases are immediately downstream with the heat exchanger Burners to that required for the desired degree of oxidation Reaction temperature heated and from the combustion chamber through the annular chamber and then passes through the outside of the heat exchanger.

Durch die Zuordnung de Wärmeausteauschers und der Brenner zueinander in unmittelbarer nachbarschaft werden die in den Gaskanälen des Iärmeauetauschers eingeleiteten thermisehen Oxidationsvorgänge.in die Brennkammer getragen und dort bis zu dem erwUnsohten Oxidationsgrad vervollständigt.By assigning the heat exchanger and the burner to each other in the immediate vicinity are those in the gas ducts of the heat exchanger initiated thermal oxidation processes are carried into the combustion chamber and there completed to the degree of oxidation mentioned.

Zweckmäßigerweise ist zur Regelung der Verbrenn'ungsvorgänge eine den Wärmeaustauscher umgehende Verbindungsleitung zwischen der Abgaszufuhrleitung und der Brennkammer vorgesehen, über die wenigstens ein Teil der zugeführten Abgase direkt in die Brennkammer eingeleitet werden können. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung können bei hohem und konstantem Anteil oxidierbarer Bestandteile in den Abgasen bei Erreichen der fUr den erwtlnsohten Oxidationsgrad erforderlichen Betriebstemperatur die Brenner abgeschaltet werden, so daß der Verbrennungsprozeß lediglich über die im Querschnitt regelbare Umgehungsleitung geregelt wird. Bei einer solchen Betriebsweise iat keinerlei Energie für die aufheizung der Abgase erforderlich, so daß sie äußerst wirtschaftlich ist.Expediently, one is used to regulate the combustion processes connecting line between the exhaust gas supply line bypassing the heat exchanger and the combustion chamber is provided over which at least a portion of the exhaust gases supplied can be introduced directly into the combustion chamber. In this embodiment of the invention can with a high and constant proportion of oxidizable constituents in the exhaust gases when the required degree of oxidation is reached Operating temperature the burners are switched off, so that the combustion process is only regulated via the bypass line, which can be regulated in cross section. at Such an operating mode has no energy whatsoever for heating the exhaust gases required so that it is extremely economical.

Zweckmäßigerweise ist die Umgehungsleitung mittig innerhalb des ringförmigen Wärmeaustauschers vorgesehen, wodurch ein kompakter Aufbau der Vorrichtung möglich ist.The bypass line is expediently centered within the annular one Heat exchanger provided, whereby a compact structure of the device is possible is.

Sie liegt@m kalten Abgasstrom, wodurch die Gefahr einer Überhitzung und eines damit verbundenen möglichen Verklemmens beseitigt wird.It lies @ m cold exhaust gas flow, reducing the risk of overheating and an associated possible deadlock is eliminated.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß im Bereich des Übergangs von der Brennkammer in die Ringkammer eine Zufuhreinrichtung ftlr Verdtinnungsluft vorgesehen ist. Auf diese Weise ist, es möglich, bei einer Überhitzung in der Brennkemmer infolge schwankender Gehalte oxidierbarerJ3estandteile in den Abgasen nach Bedarf Kaltluft in die Brennkammer einströmen zu lassen, die die Verbrennungagase vor dem Eintritt in die Ringkammer abktlhlt und damit ein Überhitzen der Ringkammerwän?te verhindert.Another preferred embodiment of the invention provides that a feed device in the area of the transition from the combustion chamber to the annular chamber for dilution air is provided. In this way, it is possible at one Overheating in the combustion chamber as a result of fluctuating contents of oxidizable constituents to let cold air flow into the combustion chamber in the exhaust gases as required, the the combustion gases cools down before entering the annular chamber and thus overheating the ring chamber walls prevented.

Auf diese Weise kann der Betrieb der Vorrichtung nach der Erfindung zusätzlich gesteuert worden, ohne daß der Verbrennungsvorgang unterbrochen werden muß. Das Einleiten der Kaltluft kann in Abhängigkeit von der Temperatur im Inneren der Brennkammer oder in Abhängigkeit von der Temperatur der aus dem Wärmeaustauscher austretenden Verbrennungsga3e geregelt werden. Die Zufuhröffnung fur die Vordtinnungluft kann mittig oder seitlich an der Vorrichtung nach der Erfindung vorgesehen sein, oder es können auch mehrere Zufuhröffnungon angebracht sein. Das Zumischen von kühlender Verdünnungsluft kann auch während des normalen Betriebs der Vorrichtung nach der Erfindung erfolgen, um höhere Temperaturen im Inneren der Brennkammer anwenden zu können, als dies ohne Kühlung möglich wäre. Bei Bedarf kann auch eo viel kühlende VerdUnnungsluft zugemischt werden, daß die Temperatur der Verbrennungsgase niedriger ist als die Temperatur der den Gegenstromwärmeaustauscher -verfassenden Abgase, welche somit in dem Wärmeaustauscher herabgekühlt werden. Auf diese Weise läßt sich mit der erfindungsgemäßen Apparatur das Verbrennungsverfahren universell gestalten und an die unterschiedlichsten Betriebsbedingungen anpassen.In this way the operation of the device according to the invention additionally controlled without interrupting the combustion process got to. The introduction of cold air can depend on the temperature inside the combustion chamber or, depending on the temperature, that from the heat exchanger escaping combustion gases are regulated. The inlet opening for the pre-canopy air can be provided in the middle or on the side of the device according to the invention, or several feed openings can also be provided. Mixing in cooling Dilution air can also be used during normal operation of the device according to the Invention are made to apply higher temperatures inside the combustion chamber than would be possible without cooling. If necessary, eo can also be much cooling Dilution air are added, that the temperature of the combustion gases is lower than the temperature of the countercurrent heat exchanger composing Exhaust gases, which are thus cooled down in the heat exchanger. In this way the combustion process can be made universal with the apparatus according to the invention design and adapt to a wide variety of operating conditions.

Da die thermische Verbrennung der oxidierbaren Bestandteile in den Abgasen bereits in den Gaskanälen des Wärmeaustauschers eingeleitet wird, kann die Brennkammer gegenüber bekannten Vorrichtungen relativ kurz gehalten werden. Eine weitere Verkürzung der Brennkammer ist bei Zumischung von Kühlluft im Bereich des uebergangs zur Ringkammer möglich, da in diesem Fall in der Brennkammer bei erhöhten Temperaturen gearbeitet werden kann, welche Jedoch am Ende der Brennkammer durch Zumischen von Kühlluft wieder eo weit vermindert werden, daß sie sich nicht nachteilig auf die Ringkammer auswirken.Since the thermal combustion of the oxidizable components in the Exhaust gases are already introduced into the gas ducts of the heat exchanger, the Combustion chamber can be kept relatively short compared to known devices. One The combustion chamber is further shortened when cooling air is added in the area of the transition to the annular chamber possible, as in this case in the combustion chamber at increased Temperatures can be worked through, however, at the end of the combustion chamber Mixing in of cooling air can be reduced again eo far so that they are not disadvantageous affect the annular chamber.

Eine noch weiter gehende VerUrzung der Brennkammer kann man dann erreichen, wenn man die Verbrennung der oxidierbaren Bestandteile in den Abgasen zweistufig vornimmt, was besonders vorteilhaft ist, wenn die Abgase hohe Anteile an verbrennbaren Bestandteilen enthalten. Bei diesem sweistufigen Verbrennungsverfahren findet in der Brennkammer zunächst nur eine partielle Verbrennung statt, während die Restverbrennung erst in der Ringkammer erfolgt. Da durch die Temperatursteuerung in der Brennkammer der in der Ringkammer verbrennbare Restgehalt an oxidierbaren Bestandteilen genau eingestellt werden kann, besteht keine Gefahr einer Überhitzung in der Ringkammer. Eine weitere Regleung der Ringkammertemperatur in dem genannten zweistufigen Verfahren k- nosh durch Zuinisohe von Verdünnungsluft im Bereich des Übergange von der brennkammer zur Ringkammer erreicht werden, so daß auch bei diesem zweistufIgen Verbrennungsverfahren das zumischen von Kühlluft bevorzugt ist.A further shortening of the combustion chamber can then be achieved if the combustion of the oxidizable constituents in the exhaust gases is two-stage undertakes, which is particularly advantageous when the exhaust gases have high levels of combustible Contain ingredients. This two-stage combustion process takes place in In the combustion chamber, only partial combustion takes place at first, while the remaining combustion takes place only takes place in the annular chamber. Through this the temperature control in the combustion chamber the residual oxidizable content that can be burned in the annular chamber Components can be precisely adjusted, there is no risk of overheating in the ring chamber. Another regulation of the ring chamber temperature in the above two-stage process k- nosh by adding dilution air in the area of the Transitions from the combustion chamber to the annular chamber can be achieved, so that also with this two-stage combustion process that is preferred to mix in cooling air.

Auch die Brenneranordnung unmittelbar hinter dem Wärmeaustaiwoher trägt in dem kompakten Aufbau der Vorrichtung bei.Also the burner arrangement directly behind the heat exchanger contributes to the compact design of the device.

Iweckiuig ist es, die Brenner tangential in der Brennkammer anbuordnen, so daß ein spiralförmiger Gasstrom in der Brennkammer erfolgt wird. Auf diese Weise erhalt man eine gute Durchmischung der Abgase und damit eine vollständigere Verbrennung der oxidierbaren Bestandteile. Es ist zweckmäßig, wenigstens zwei gegeneinander versetzte Brenner in der Brennkammer anzubringen.It is useful to arrange the burners tangentially in the combustion chamber, so that a spiral gas flow occurs in the combustion chamber. In this way you get a good mixing of the exhaust gases and thus a more complete combustion the oxidizable components. It is useful to have at least two against each other to mount staggered burners in the combustion chamber.

der Die Vorrichtung nach Erfindung kann auch f katalytische oder kombinierte thermisch-katalytische Verbrennungsverfah ren verwendet werden, wenn man in der Brennkammer ein Katalyeatorbett einbaut. Dabei kann die Temperatur vor dem Katalysatorbett bis auf 8000 C angehoben werden, was auch bei hohem Anteil an oxidierbaren Bestsndteilen ein nur geriness Katalysatorvolumen notwendig macht. The device according to the invention can also f catalytic or combined thermal-catalytic combustion processes can be used if a catalyst bed is installed in the combustion chamber. The temperature can be set before the catalyst bed can be raised to 8000 C, which is also the case with a high proportion of Oxidizable best-selling parts only require a small catalyst volume.

Desonders zweckmäßig ist es, das Katalysatorbett in der Brennkammer herausnehmbar anzuordnen, so daß durch geringe bauliche Verknderungn die Vorrichtung nach der Erfindung noch universeller angewendet werden kann. Falls es sich ntaliob bei Betrieb herausstellen sollte, daß die Abgase katalytisch nicht zu reinigen sind, kann durch Herausnahme des Katalysatorbettes die Vorrichtung ohne großen Aufwand auf eine thermische Verbrennung umgestellt werden.It is particularly useful to have the catalyst bed in the combustion chamber to be arranged removable, so that the device by minor structural changes can be applied even more universally according to the invention. If it is ntaliob it should turn out during operation that the exhaust gases cannot be catalytically cleaned, the device can be easily installed by removing the catalyst bed can be converted to thermal combustion.

Mach dem Verfahren und mit der Vorrichtung nach der ErfindEng denen die unterschiedlichsten Industrieabgase oder anderen Abgase von oxidierbaren Bestandteilen befreit werden, die organischer oder anorganischer Natur sein können.Do the same with the method and with the device according to the invention the most varied of industrial exhaust gases or other exhaust gases from oxidizable components which can be organic or inorganic in nature.

Organische oxidierbare Bestandteile in Industrieabgasen sind im Regelfall Kohlenwasserstoffe, als Beispiel für anorganische oxidierbare Bestandteile sei Schwefelwasserstoff genannt.Organic oxidizable components in industrial exhaust gases are usually Hydrocarbons, an example of inorganic oxidizable components is hydrogen sulfide called.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung weiter erläutert.The invention is further explained with the aid of the drawing.

In dieser bedeutet Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch eine Vorrichtung nach der Erfindung, Ftg. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-1I in Fig. 1 und Fig. 3 einen senkrechten Schnitt durch eine Abwandlung der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung nach der Erfindung.In this Fig. 1 means a vertical section through a device according to the invention, Fig. 2 shows a section along the line II-1I in Fig. 1 and Fig. 3 shows a vertical section through a modification of the device shown in FIG according to the invention.

Soweit in den Pig. 1 und 3 gleiche Teile verwendet werden, werden für diese auch die gleichen Bezugssiffern benutzt.So much for the Pig. 1 and 3 identical parts are used the same reference numbers are used for these.

Die in den Zeichnungen dargestellten Vorrichtungen nach der Erfindung besitzen ein Gehäuse 1, das sämtliche Teile der Vorrichtung umschließt. Am unteren Ende des Gehäuses 1 mündet die Abgaszufuhrleitung 2 in einer Verteilerkammer 3, an die sich der Gegenstromwärmeaustauscher 4 derart anschließt, daß die Gaskanäle des Wärmeaustauschers eine Verbindung zwischen der Verteilerkammer 3 und der Brennkammer 5 herstellen. Unmittelbar hunter dem Wärmeaustauscher 4 sind zwei in der Leistung regelbare Brenner 6 angebracht, die tangential in der Breenkammer 5 angeordnet sind, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist. mittig innerhalb des Wärmeaustauschers 4 ist eine im Eintrittsquerschnitt regelbare Verbindungsleitung 7 zwischen der Verteilerkammer 3 und der Brennkammer 5 vorgesehen. Die Regelung des Eintrittsquerschnitts in diese Verbindungsleitung 7 erfolgt mit Hilfe der Verstellvorrichtung 8.The devices according to the invention shown in the drawings have a housing 1 which encloses all parts of the device. At the bottom At the end of the housing 1, the exhaust gas feed line 2 opens into a distribution chamber 3, to which the countercurrent heat exchanger 4 is connected in such a way that the gas channels of the heat exchanger a connection between the distribution chamber 3 and the combustion chamber 5 manufacture. Immediately below the heat exchanger 4 are two in power adjustable burners 6 attached, which are arranged tangentially in the breech chamber 5, as can be seen from FIG. centrally within the heat exchanger 4 is a Connecting line 7 between the distribution chamber, adjustable in the inlet cross-section 3 and the combustion chamber 5 are provided. The regulation of the inlet cross-section in this The connecting line 7 takes place with the aid of the adjusting device 8.

Am oberen Ende des Gehäuses 1 ist eine mittige Zufuhröffnung 9 für Verdünnungsluft angebracht. Außerdem besitzt das Gehäuse 1 einen herau3nehmbaren Abschnitt 10 am oberen Ende, der das Einsetzen oder Herausnehmen eines Katalysatorbettes erleichtert. Die Brennkamser 5 ist von der Ringkammer 11 umgeben, die am unteren Ende in den Außenraum des Wärmeaustauschers 4 mtlndet. Durch Prallbleche 12 im Aussenraum des Wärmeaustauschere 4 werden die durch diesen Aussenraum strömenden Verbrennungegase im Kranz-Gegenstrom um die Rohre des Wärmeaustauschers geleitet. An der Verbrennungsgasabzugsöffnung 13 verlassen die Verbrennungsgase die Vorrichtung.At the upper end of the housing 1 is a central feed opening 9 for Dilution air attached. In addition, the housing 1 has a removable one Section 10 at the top showing the insertion or removal of a catalyst bed relieved. The combustion chamber 5 is surrounded by the annular chamber 11, which is at the bottom End into the outer space of the heat exchanger 4. By baffle plates 12 in the outside space of the heat exchanger 4 are through this outside space pouring Combustion gases passed around the tubes of the heat exchanger in a ring countercurrent. The combustion gases leave the device at the combustion gas outlet opening 13.

Der Betrieb der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Vorrichtung ist folgendermaßen: Die Abgase, deren oxidierbare Bestandteile wenigstens teilweise verbrannt werden sollen, treten durch die Abgaszufuhrleitung 2 in dieVerteilerkammer 3 ein und werden dort auf die verschiedenen Gaskanäle des Gegenstromwärmeaustauschers 4 verteilt. Innerhalb der Gaskanäle werden die Abgase durch die im Außenraum des Wärmeaustauschers 4 im Gegenstrom fließenden Verbrennungsgase auf mindestens 2000 o und eo hoch aufgeheizt, daß bereite in den Gaskanälen die thermische Oxidation einsetzt.The operation of the apparatus illustrated in FIGS. 1 and 2 is as follows as follows: The exhaust gases, at least some of their oxidizable components are to be burned, pass through the exhaust gas supply line 2 into the distribution chamber 3 and are there on the various gas channels of the counterflow heat exchanger 4 distributed. Inside the gas ducts, the exhaust gases are passed through the outside of the Heat exchanger 4 countercurrently flowing combustion gases to at least 2000 o and eo highly heated, that prepares the thermal oxidation in the gas channels begins.

Beim Weiterströmen der Abgase in die Brennkammer 5 werden die in den Gaskanälen eingeleiteten thermischen Verbrennungsvorgänge in die Brennkammer getragen und dort durch ein weiteres Erhitzen der Abgase mit Hilfe der Brenner 6 bis zu deni erwUnschten oxidationsgrad vervollständigt.When the exhaust gases continue to flow into the combustion chamber 5, the in the Gas channels introduced thermal combustion processes carried into the combustion chamber and there by further heating the exhaust gases with the aid of the burners 6 up to the deni Desired degree of oxidation completed.

Diestrittstemperatur der Verbrennungsgase nach dem W§rmeaustauscher 4 erfolgt mittels der Verstellvorrichtung 8, mit deren Hilfe unterschiedliche Mengen an Abgasen direkt von der Verteilerkammer 3 ari dem Wärmeaustauscher 4 vorbei in die Brennkammer 5 gelangen könnon. Die Regelung der Temperatur in der Brennkammer 5 erfolgt durch Veränderu der den Brennern 6 zugeführten Brennstoffmenge, die von einem Regler in Abhangi.keit von der gewUnschten Brennkammertemperatur eingeregelt wird.The exit temperature of the combustion gases after the heat exchanger 4 takes place by means of the adjusting device 8, with the help of which different amounts of exhaust gases directly from the distribution chamber 3 ari the heat exchanger 4 over in the combustion chamber 5 can reach. The regulation of the temperature in the combustion chamber 5 takes place by changing the amount of fuel fed to the burners 6, which is controlled by one Regulator is regulated as a function of the desired combustion chamber temperature.

Infolge der tangentialer. Anordnung der Brenner 6 in der Brennkammer 5 erhält dei Gas strom in der Brennkammer spiralige Form, wodurch ein gutes Durchmischen und damit eine hohe Effektivität der Verbrennung erreicht wird. Am Ende der Brennkammer 5 wird durch Zufuhröffnung 9 kühlende Verdünnungsluft eingeführt und den Verbrennungsgasen æugemischt, so daß das Gemisch aus Verbrennungsgasen und Verduirnungsluft, das von uer Brennkammer 5 in die Ringkammer 11 eintritt, keine überniäßige Erhitzung der Ringkammer hervorruft. Von der Ringkammer 11 treten die gegebenenfalls mit Verdtlnnungsluft vermischten Verbrennungsgase in den Außenraum des Wärmeaustauschers 4 ein und erhitzen die durch die Gaskanäle des Wärmeaustauschers in die Brennkammer strömenden frischen Abgase auf die erwünschte Temperatur von mindestens 2000 C. Nach Durchströmen des Außenraumes des Wärmeaustauschers verlassen die Verbrennunigase die Vorrichtung durch die Verbrennungsgasabzugsöffnung 13.As a result of the tangential. Arrangement of the burner 6 in the combustion chamber 5, the gas flow in the combustion chamber is given a spiral shape, which ensures good mixing and thus a high efficiency of the combustion is achieved. At the end of the combustion chamber 5 cooling dilution air is introduced through supply opening 9 and the combustion gases æuemixed, so that the mixture of combustion gases and evaporation air that is produced by uer combustion chamber 5 enters the annular chamber 11, no excessive heating of the Ring chamber causes. From the annular chamber 11, the air may come out with the dilution air mixed combustion gases into the outer space of the heat exchanger 4 and heat the fresh ones flowing through the gas channels of the heat exchanger into the combustion chamber Exhaust gases to the desired temperature of at least 2000 C. After flowing through the Outside of the heat exchanger, the combustion gases leave the device through the combustion gas outlet opening 13.

Die automatische Regelung der verschiedenen variablen Teile der Vorrichtung erfolgt mit Hilfe der schematisch dargestellten Regelkreise TIC 1, TIC 2 und TIO 3. Mit Hilfe des Regelkreis es TIC 1 wird die Verstellvorrichtung 8 in Abhängigkeit von der Teniperatur innerhalb der Brezinkammer 5 gesteuert, um Je nach Bedarf größere oder kleinere Mengen nicht aufgeheizter Abgase von der Verteilerkammer 5 durch die Verbindungsleitung 7 der Brennkammer 5 susufthren. Regelkreise TIC 2 und TIC 3 dienen dazu, die Kaltlubtsufuhr durch die Zufuhröffnung 9 in Abhängigkeit von der Temperatur innerhalb der Brennkammer 5 bzw. von der Temperatur der aus der Verbrennungsgasabzugsöffnung 13 austretenden Verbrennungsgase zu steuern. Schließlich besteht noch eine zusätzliche Variable in der Regelbarkeit der Brenner 6, die in an sich bekannter Weise ebenfalls in Abhängigkeit von der Temperatur in der Brennkammer 5 oder von der Temperatur der Verbrennungsgase an der Verbrennungsgasabzugsöffnung 13 erfolgen kann.The automatic regulation of the various variable parts of the device takes place with the help of the schematically illustrated control loops TIC 1, TIC 2 and TIO 3. With the help of the control circuit it TIC 1, the adjusting device 8 is dependent controlled by the Teniperatur within the pretzel chamber 5 to depending on requirements larger or smaller quantities unheated exhaust gases from the distribution chamber 5 susufthren through the connecting line 7 of the combustion chamber 5. Control loops TIC 2 and TIC 3 serve to control the cold air supply through the supply opening 9 as a function from the temperature within the combustion chamber 5 or from the temperature of the Combustion gas discharge opening 13 to control exiting combustion gases. In the end there is an additional variable in the controllability of the burner 6, which is shown in in a manner known per se, also as a function of the temperature in the combustion chamber 5 or the temperature of the combustion gases at the combustion gas outlet opening 13 can be done.

Die in Fig. 3 dargestellte Vorrichtung unterscheidet sich von der in Fig. 1 dargestellten dadurch, daß sie zusätzlich ein Katalysatorbett 14 enthält, welches in der Brennkammer 5 vorzugsweise lösbar angeordnet ist. Mit Hilfe der Leitbleche 15 werden die Gase dazu gezwungen, nach dem Aufheizen mit Hilfe der Brenner 6 durch das Katalysatorbett 14 hindurchsutreten, worauf sie dann, gegebenenfalls nach Zumischung von kühlender Verdünnungsluft, wie oben beschrieben in die Ringkammer 11 und von dort inden Außenraum des Wärmeaustauschers 4 strömen. Das obere Ende 16. des Gehäuses 1 ist abnehmbar ausgebildet, um das Katalysatorbett 14 nach Bedarf einsetzen und herausnehmen zu können.The device shown in Fig. 3 differs from that shown in Fig. 1 in that it additionally contains a catalyst bed 14, which is preferably detachably arranged in the combustion chamber 5. With the help of the baffles 15 the gases are forced through after heating with the help of the burner 6 the catalyst bed 14 pass through, whereupon they then, optionally after admixture of cooling dilution air, as described above, into the annular chamber 11 and from there flow into the outer space of the heat exchanger 4. The top end of 16. the housing 1 is designed to be removable in order to insert the catalyst bed 14 as required and to be able to take out.

Durch das folgende Beispiel wird die Erfindung weiter erläutern: Beispiel In dem Beispiel wurde die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Vorrichtung verwendet, wobei diese einen Innendurohmesser von 2.500 mm und eine Länge von 9.000 mm besaß. Ein kohlenwass,erstoffhaltiger Abgasstrom aus einer Trocknungßanlage wurde mit 28.000 Nm3/Stunde durch die Abgaszufuhrleitung 2 in die Vorrichtung eingespeißt. Der Gehalt an brennbaren Substanzen in dem eingespeisten Abgas betrug 240 kg/Stunde, der untere Heizwert der Abgase betrug 8.000 kcal/kg.The invention is further illustrated by the following example: Example In the example, the device shown in Figs. 1 and 2 was used, this had an inner diameter of 2,500 mm and a length of 9,000 mm. A hydrocarbon-containing waste gas stream from a drying system was 28,000 Nm3 / hour fed into the device through the exhaust gas feed line 2. The salary of combustible substances in the fed exhaust gas was 240 kg / hour, the lower The calorific value of the exhaust gases was 8,000 kcal / kg.

An drei Meßpunkten wurden in der Vorrichtung Gastemperatur und Gasdruck bestimmt und in Abhängigkeit hiervon über die schematisch dargestellten Regelkreise die Temperatur der Brennkammer 5 konstant gehalten. Beim ersten Meßpunkt vor Eintritt der Abgase durch die Abgaszufuhrleitung 2 in die Verteilerkammer 3 betrug die Abgastemperatur 1350 C und der Abgasdruck 250 mm Wassersäule. Am zweiten Meßpunkt, der sich am Ende der Brennknmmer im Bereich der mittigen Zufuhröffnung 9 ftlr Verdünnungsluft befand, betrug die Abgastemperatur 7300 C und der Abgasdruck 180 mm Wassersäule.The gas temperature and gas pressure were measured at three measuring points in the device determined and as a function of this via the control loops shown schematically the temperature of the combustion chamber 5 is kept constant. At the first measuring point before entry of the exhaust gases through the exhaust gas feed line 2 into the distribution chamber 3 was the exhaust gas temperature 1350 C and the exhaust pressure 250 mm water column. At the second measuring point, which is at the end the burner in the area of the central inlet opening was 9 ftl for dilution air, the exhaust gas temperature was 7300 C and the exhaust gas pressure 180 mm water column.

Am dritten Meßpunkt hinter der Verbrennungsgasabzugsöffnung 13 betrug die Abgastemperatur 4300 C und der Abgaedruck 30 mm Wassersäule.At the third measuring point behind the combustion gas outlet opening 13 was the exhaust gas temperature 4300 C and the exhaust pressure 30 mm water column.

Die brennbaren Substanzen wurden in der Vorrichtung geruchfrei oxidiert, und nach Verlassen der Vorrichtung waren die Abgase soweit gereinigt, daß sie an die Ujebungsluft abgegeben oder teilweise zur Trocknungsanlage zurückgeführt werden konnten.The flammable substances were oxidized in the device odorless, and after leaving the device, the exhaust gases were cleaned to the point that they were on the training air can be released or partially returned to the drying system could.

Claims (13)

P a t e n t a n s p r ü c h eP a t e n t a n s p r ü c h e 1. Verfahren zur Verbrennung oxidierbarer Bestandteile in Abgasen durch Hindurchleiten der Abgase durch einen Wärmeaustauscher mit innerhalb eines gasdurchströmten Außenraumes angebrachten Gaskanälen, den Abgase im Gegenstrom zu den Verbrennungsgasen durchströmen, und anschließend durch eine wenigstens einen in der Leistung regelbaren brenner enthaltende Brennkammer und.1. Process for the combustion of oxidizable components in exhaust gases by passing the exhaust gases through a heat exchanger with within a gas ducts attached to the outside space, the exhaust gases in counterflow the combustion gases flow through, and then through at least one Combustion chamber with adjustable output and burner. eine die Brennkammer umgebende Ringkammer, dadurch gekennseichnet, daß man die Abgase wenigstens teilweise durch die Gaskanäle des Wärmeaustau.chers (4) leitet und dabei sit Hilfe der durch den Außenraum strömenden Verbrennungsgase auf eine Temperatur von mindestens 2000 C und eine solche Temperatur bringt, daß bereits innerhalb des Wärmeaustauschers (4) eine wenigsten. an annular chamber surrounding the combustion chamber, thereby marked, that the exhaust gases at least partially through the gas channels of the Wärmeaustau.chers (4) conducts and with the help of the combustion gases flowing through the outside space to a temperature of at least 2000 C and a temperature such that already a little within the heat exchanger (4). teilweise thermische Verbrennung stattfindet, dann die Abgase mit dem Wärmeaustauscher unmittelbar nachgeschalteten Brennern (6) auf die für den erwünschten Oxidationsgrad erforderliche Reaktionstemperatur erhitzt und von der Brennkammer (5) durch die Ringkamer (11) und anschließend durch den Außenraum des Wärmeaustauschers (4) leitet. partial thermal combustion takes place, then the exhaust with the heat exchanger immediately downstream burners (6) to the required for the Degree of oxidation required reaction temperature and heated by the combustion chamber (5) through the ring chamber (11) and then through the outside of the heat exchanger (4) directs. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennseichnet, daß man den Abgasen im Bereich des Übergangs von der Brennkaner (5) in die Ringkammer (11) Verdünnungsluft sumischt.2. The method according to claim 1, characterized in that the Exhaust gases in the area of the transition from the combustion duct (5) to the annular chamber (11), dilution air sumish. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Abgase mit tangential in der Brennkammer (5) angeordneten Brennern (6) erhitzt.3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that one the exhaust gases are heated with burners (6) arranged tangentially in the combustion chamber (5). 4. Verfahren nach Anspruch 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Teil der Abgase an dem Wärmeaustauscher (4) vorbei direkt in die Brennkammer (5) einleitet.4. The method according to claim 1-3, characterized in that one some of the exhaust gases past the heat exchanger (4) directly into the combustion chamber (5) initiates. 5. Verfahren nach Anspruch 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß man in der Brennkammer (5) nur einen Teil der in den Abgasen enthaltenen oxidierbaren Bestandteile verbrennt und die Restverbrennung bis zu dem erwU.nschten Oxidationsgrad, vorzugsweise nach Zinnischung von VerdUnnungsluft, in der Ringkammer (il) ablaufen läßt.5. The method according to claim 1-4, characterized in that one in the combustion chamber (5) only some of the oxidizable substances contained in the exhaust gases Components burns and the residual combustion up to the desired degree of oxidation, preferably after the tin has been mixed with dilution air, run off in the annular chamber (il) leaves. 6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Zumischung von Verdttnnungsluft in Abhangigkeit von der Temperatur innerhalb der Brennkammer 6V) oder von der Temperatur der Verbrennungsgase regelte 6. The method according to claim 2, characterized in that the Admixture of dilution air depending on the temperature within the Combustion chamber 6V) or controlled by the temperature of the combustion gases 7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man den Anteil der Abgase, die direkt in die Brenn kammer {5) eingeleitet werden, in Abhängigkeit von der Temperatur innerhalb der Brennka:nmer regelt.7. Procedure according to claim 4, characterized in that the proportion of exhaust gases that are directly are introduced into the combustion chamber {5), depending on the temperature within the Brennka: nmer regulates. 8. Vorrichtung zur Verbrennung oxidierbarer Bestandteile in Abgasen mit einem Gegenstroinwärnieaustauscher mit innerhalb eines Außenraumes angebrachten Gaskanälen, einer wenigstens einen in der Leistung regelbaren Brenner enthaltenden Bremikammer, einer die Brennksmmer umgebenden Ringkammer, einer Abgaszufuhrlitung und einer Verbrennungsgasabzugsleitung, dadurch gekeanseichnet', daß die Abgaszufuhrleitung (2) mit den Gaskanälen des Wärmeaustauschers (4) und diese mit der Brennkammer (5) und die Ringkammer (11) mit dem Außenraum des WärmeaUstauschers (4) und dieser mit der Verbrennungsgasabzugsleitung (13) in offener Verbindung stehen und daß die Brenner (6) unmittelbar hinter dem Wärmoaustauscher (4) in der Brennkammer (5) angebracht sind.8. Device for the combustion of oxidizable components in exhaust gases with a counter flow heat exchanger with attached inside an outside space Gas channels, one of at least one adjustable in performance burner containing brake chamber, an annular chamber surrounding the combustion chamber, an exhaust gas supply line and a combustion gas discharge line, characterized in that the exhaust gas supply line (2) with the gas channels of the heat exchanger (4) and these with the combustion chamber (5) and the annular chamber (11) with the outer space of the heat exchanger (4) and this with the combustion gas discharge line (13) are in open connection and that the burner (6) mounted directly behind the heat exchanger (4) in the combustion chamber (5) are. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des uebergangs von der Bronnkamrner (5) in die Ringkammer (11) wenigstens eine Zufuhröffnung (9) für Verdünnungsluft vorgesehen ist.9. Apparatus according to claim 8, characterized in that in the area the transition from the Bronnkamrner (5) to the annular chamber (11) at least one feed opening (9) is intended for dilution air. 10. Vorrichtung nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Brenner (6) tangential in der Breunkammer (5) angeordnet sind.10. Apparatus according to claim 8 and 9, characterized in that the burners (6) are arranged tangentially in the crushing chamber (5). 11. Vorrichtung nach Anspruch 8 - 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine, vorzugsweise im Querschnitt regelbare, Verbindungsleltung (7) zwischen der Abgaszufuhrleitung (2) und der Brennkammer (5) vorgesehen ist, die an dem Wärmeaustauscher (4) vorbeiführt.11. Apparatus according to claim 8-10, characterized in that a connecting line (7), preferably adjustable in cross section, between the Exhaust gas supply line (2) and the combustion chamber (5) is provided, which is attached to the heat exchanger (4) passes by. 12. Vorrichtung nach Anspruch 8 - 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeaustauscher (4), die Brennkammer (5) und die Ringkammer (11) innerhalb eines gemeinswnen Gehäuses (1) untergebracht sind.12. Apparatus according to claim 8-11, characterized in that the heat exchanger (4), the combustion chamber (5) and the annular chamber (11) inside one thing in common Housing (1) are housed. 13. Vorrichtung nach Anspruch 8 - 12, dadurch gekennzeichnet, daß in der Brennkammer (5) oder der Ringkammer (11) ein, vorzugsweise herausnehares, Katalysatorbett (t4) vorgesehen ist.13. Apparatus according to claim 8-12, characterized in that in the combustion chamber (5) or the annular chamber (11) a, preferably removable, Catalyst bed (t4) is provided. LeerseiteBlank page