DE4317031C1 - Explosive disposal combustion reactor - has vertical combustion chamber with upper exhaust and material feed and lower burner for continuous operation with consistent exhaust gas flow - Google Patents

Abstract

The reactor has high combustion speeds and a vertical combustion chamber (3) with an exhaust gas connection (9) at the upper end. At least one feed (5) delivers the explosive into the upper end of the combustion chamber (3). At least one burner (7) is at the lower end of the chamber (3) for ignition, or ignition and support for the turbulent combustion. ADVANTAGE - The reactor gives a contained and controlled combustion of the explosive material, with cleaning of the exhaust gas, in a continuous operation with a consistent exhaust gas flow at optimum combustion.

Description

Die Erfindung betrifft einen Reaktor zur Entsorgung von Explosivstoffen mit hoher Abbrandgeschwindigkeit, gemäß dem Oberbegriff des Patentan­ spruches 1.The invention relates to a reactor for the disposal of explosives with high burning rate, according to the preamble of the patent saying 1.

Ein vergleichbarer Reaktor zur Verbrennung von Explosivstoffen ist aus der DE-PS 40 41 744 bekannt. Bei diesem Durchstoßreaktor mit mindestens drei gleich aufgebauten Reaktionszonen werden die Explosivstoffe in ei­ ner Vielzahl von beabstandeten Kassetten transportiert und abgebrannt. Jede Reaktionszone weist einen Brenner, einen Gaszufuhrstutzen und einen Gasabfuhrstutzen auf, wobei die räumliche Trennung der Reaktionszonen beispielsweise durch Panzerkettenvorhänge erfolgt, welche als Splitter­ schutz wirken.A comparable reactor for the combustion of explosives is out DE-PS 40 41 744 known. In this piercing reactor with at least three identical reaction zones, the explosives in egg A plurality of spaced cartridges are transported and burned. Each reaction zone has a burner, a gas supply nozzle and one Gas discharge nozzle on, the spatial separation of the reaction zones for example by armored chain curtains, which act as splinters protection.

Bei Explosivstoffen mit moderater Abbrandgeschwindigkeit und Flamment­ wicklung können die im Reaktorbereich befindlichen Kassetten nacheinan­ der gezündet und abgebrannt werden, wodurch sich eine quasi-kontinuier­ liche Arbeitsweise und ein relativ konstanter Abgasstrom ergeben. Es hat sich aber gezeigt, daß dies bei Explosivstoffen mit hoher Abbrandge­ schwindigkeit und starker Flammentwicklung nicht mehr funktioniert, da der gesamte Reaktorinhalt - trotz Panzerkettenvorhänge - schlagartig durchzündet. Der Explosivstofftransport in Kassetten hat weiterhin den Nachteil, daß die Verbrennung oft unvollständig ist, und viele Rückstän­ de in den Kassetten verbleiben, welche schwer zu entfernen und zu ent­ sorgen sind, wobei diese zum Teil noch brennbaren Rückstände auch ein Sicherheitsrisiko darstellen.For explosives with a moderate burning rate and flame the cassettes located in the reactor area can be wound one after the other which are ignited and burned down, creating a quasi-continuous Liche operation and a relatively constant exhaust gas flow result. It has but it has been shown that this is the case with explosives with high burn-up speed and strong flame development no longer works because the entire reactor contents - despite armored chain curtains - suddenly ignited. The explosive transport in cassettes continues to have Disadvantage that the combustion is often incomplete and many residues de remain in the cassettes, which are difficult to remove and remove worries, some of which are still flammable residues Pose security risk.

Demgegenüber besteht die Aufgabe der Erfindung darin, einen Reaktor zur Entsorgung von Explosivstoffen durch kontrollierte, geschlossene Ver­ brennung mit nachfolgender Reinigung der entstehenden Rauchgase zu schaffen, welcher speziell bei Explosivstoffen mit hoher Abbrandge­ schwindigkeit eine kontinuierliche Arbeitsweise mit gleichmäßigem Abgas­ strom bei optimaler Verbrennung ermöglicht. In contrast, the object of the invention is to provide a reactor Disposal of explosives through controlled, closed ver burning with subsequent cleaning of the resulting flue gases create which especially with explosives with high erosion speed a continuous mode of operation with even exhaust gas allows electricity with optimal combustion.  

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches genannten Merkmale gelöst.This task is accomplished in the characterizing part of the main claim mentioned features solved.

Die rohrartige, vertikale Brennkammerausführung trägt der starken Flamm­ entwicklung sowie der hohen Gastemperaturen und -geschwindigkeiten Rech­ nung. Das Einfördern der Explosivstoffe im freien Fall von oben nach un­ ten sowie die entstehende Abgasströmung in entgegengesetzter Richtung führen zu einer besonders effektiven, turbulenten Vermischung bei der Verbrennung der im Gasstrom bewegten Explosivstoffteilchen. Die Zündung mittels Brenner erfolgt von unten, wobei die Brennerflamme auch nach er­ folgter Zündung zur Unterstützung der Verbrennung aufrechterhalten wer­ den kann.The tubular, vertical combustion chamber design carries the strong flame development as well as the high gas temperatures and speeds nung. The conveyance of explosives in free fall from top to bottom ten and the resulting exhaust gas flow in the opposite direction lead to particularly effective, turbulent mixing in the Combustion of the explosive particles moving in the gas stream. The ignition by means of a burner from below, the burner flame also after him following ignition to sustain combustion who that can.

Die Unteransprüche 2 bis 9 enthalten bevorzugte Ausführungen des Reak­ tors nach dem Hauptanspruch.The sub-claims 2 to 9 contain preferred versions of the reak tors according to the main claim.

Die Erfindung wird anschließend anhand der Zeichnungen noch näher erläu­ tert. Dabei zeigen in vereinfachter, nicht maßstäblicher Darstellung:The invention will be explained in more detail with reference to the drawings tert. Simplified, not to scale, show:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Reaktor, Fig. 1 shows a longitudinal section through a reactor,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen Reaktor in einer von Fig. 1 ver­ schiedenen Ausführung. Fig. 2 shows a longitudinal section through a reactor in one of Fig. 1 ver different execution.

Charakteristisches Merkmal des Reaktors 1 nach Fig. 1 ist die langge­ streckte, rohrförmige, vertikale Brennkammer 3, welche mittels der Be­ schickungsvorrichtung 5 von oben mit vorzerkleinertem, vorzugsweise pul­ ver- oder granulatförmigem Explosivstoff beaufschlagt wird. Um ein Zu­ rückschlagen der Flamme in die Fördervorrichtung zu verhindern, ist ein geeignetes Schleusensystem 13 in die Beschickungsvorrichtung 5 inte­ griert. Letztere ist beispielsweise als Vibrationsrinne mit variablem Durchsatz ausgeführt. Der in der Brennkammer 3 unter Ablenkung durch mehrere Leitbleche 15 nach unten fallende Explosivstoff wird von der Flamme des mit Öl oder Gas betriebenen Brenners 7 noch im freien Fall gezündet. Sowohl der Brenner 7 als auch die Verbrennung der Explosiv­ stoffteilchen selbst erzeugen eine nach oben gerichtete Gasströmung, welche die Explosivstoffteilchen kräftig durchwirbelt und in ihrer Fall­ bewegung bremst. Auf diese Weise ergibt sich eine turbulente Strömung in der Verbrennungszone mit hohem Wirkungsgrad, d. h. mit weitestgehend vollständiger Umsetzung des Explosivstoffes in Rauchgas. Die Brennkam­ merlänge L, hier bezogen auf den zylindrischen Teil, kann über den Schiebesitz 16 durch teleskopartiges Ein- oder Ausfahren an Explosiv­ stoffe mit unterschiedlicher Abbrandgeschwindigkeit angepaßt werden, wo­ bei tendenziell die Länge umso kürzer gewählt werden kann, je höher die Abbrandgeschwindigkeit ist. Gegebenenfalls können Einbauten wie die Leitbleche 15 etc. auch gänzlich entfallen.A characteristic feature of the reactor 1 according to FIG. 1 is the elongated, tubular, vertical combustion chamber 3 which is loaded with pre-comminuted, preferably pulverized or granular explosive by means of the loading device 5 from above. To prevent the flame from striking back into the conveying device, a suitable lock system 13 is integrated into the charging device 5 . The latter is designed, for example, as a vibrating trough with variable throughput. The explosive falling downward in the combustion chamber 3 , deflected by a plurality of baffles 15 , is ignited by the flame of the burner 7 operated with oil or gas in free fall. Both the burner 7 and the combustion of the explosive particles themselves generate an upward gas flow which vigorously swirls the explosive particles and slows down movement in their case. This results in a turbulent flow in the combustion zone with a high degree of efficiency, ie with the explosive largely converted into flue gas. The Brennkam merlänge L, here based on the cylindrical part, can be adjusted over the sliding seat 16 by telescopically retracting or extending explosive substances with different burn-up speeds, where the length can tend to be chosen the shorter the higher the burn-up speed. If necessary, internals such as the guide plates 15 etc. can also be dispensed with entirely.

Je nach Explosivstoffart kann eine Initialzündung durch den Brenner 7 ausreichen, es kann aber auch sinnvoll sein, den gesamten Verbrennungs­ vorgang durch die Brennerflamme zu unterstützen und aufrechtzuerhalten.Depending on the type of explosive, an initial ignition by the burner 7 may be sufficient, but it may also be useful to support and maintain the entire combustion process by the burner flame.

Die entstehenden Rauchgase entweichen über den Rauchgasleitungsanschluß 9 und die Rauchgasleitung 11 und werden einer - nicht dargestellten - Reinigungsanlage zugeführt.The resulting flue gases escape through the flue gas line connection 9 and the flue gas line 11 and are fed to a cleaning system (not shown).

Der Reaktor 2 nach Fig. 2 unterscheidet sich vom Reaktor 1 dadurch, daß die rohrförmige Brennkammer 4 im oberen Bereich von einem Ringraum 18 umgeben und über Öffnungen 17 volumetrisch mit diesem verbunden ist. Der Ringraum 18 kann mit einem Anschluß 19 für die Zufuhr von Oxidationsgas, vorzugsweise Luft, versehen sein. Abgesehen von dem Aspekt der möglichen Oxidationsgaszufuhr wird davon ausgegangen, daß der mit der Brennkammer 4 verbundene Ringraum 18 den turbulenten Verbrennungsvorgang mit Strö­ mungsverwirbelung vorteilhaft beeinflussen kann. Sowohl die Brennkammer 4 als auch der Ringraum 18 können Einbauten, wie z. B. Leitbleche, ent­ halten. Solche Bauteile sind der besseren Übersichtlichkeit halber in der Figur nicht dargestellt. The reactor 2 according to FIG. 2 differs from the reactor 1 in that the tubular combustion chamber 4 is surrounded by an annular space 18 in the upper region and is volumetrically connected to it via openings 17 . The annular space 18 can be provided with a connection 19 for the supply of oxidizing gas, preferably air. Apart from the aspect of the possible supply of oxidizing gas, it is assumed that the annular space 18 connected to the combustion chamber 4 can advantageously influence the turbulent combustion process with flow swirling. Both the combustion chamber 4 and the annular space 18 can internals such. B. guide plates, keep ent. Such components are not shown in the figure for the sake of clarity.

Die übrigen, mit Bezugszeichen versehenen Bauelemente entsprechen in ih­ rer Funktion denjenigen nach Fig. 1, wobei im einzelnen die Beschic­ kungsvorrichtung mit 6, der Brenner mit 8, der Rauchgasleitungsanschluß mit 10, die Rauchgasleitung mit 12 und das Schleusensystem mit 14 be­ zeichnet ist.The other, provided with reference numerals components correspond in their function to those according to Fig. 1, the individual feed device with 6 , the burner with 8 , the flue gas line connection with 10 , the flue gas line with 12 and the lock system with 14 be characterized.

Selbstverständlich kann auch der Reaktor 2 mit begrenzt variabler Brenn­ kammerlänge ausgeführt sein, z. B. nach Art von Reaktor 1, um eine Anpas­ sung der Brennkammergeometrie an die je nach Explosivstoffart unter­ schiedliche Lage bzw. Größe der Verbrennungszone zu ermöglichen. Eine weitere Möglichkeit zur Beeinflussung der Lage bzw. Größe der Verbren­ nungszone besteht - ohne Veränderung der Brennkammerlänge - generell darin, den Explosivstoffdurchsatz mittels der Beschickungsvorrichtung zu variieren. Die Durchsatzregelung und/oder die Regelung der Brennkammer­ länge können u. U. auch automatisch erfolgen, vorzugsweise in Abhängig­ keit von einer gezielten örtlichen Temperaturmessung bzw. Flammendetek­ tierung in der Brennkammer.Of course, the reactor 2 can be designed with a limited variable combustion chamber length, for. B. in the manner of reactor 1 , to allow an adaptation of the combustion chamber geometry to the depending on the type of explosive under different location or size of the combustion zone. A further possibility for influencing the position or size of the combustion zone generally - without changing the combustion chamber length - is to vary the explosive throughput by means of the charging device. The flow rate control and / or the control of the combustion chamber length can u. U. also take place automatically, preferably depending on a targeted local temperature measurement or flame detection in the combustion chamber.

Claims (9)

1. Reaktor zur Entsorgung von Explosivstoffen mit hoher Abbrandge­ schwindigkeit, insbesondere von Treibladungspulver, durch kontrollierte, geschlossene Verbrennung mit nachfolgender Reinigung der entstehenden Rauchgase, gekennzeichnet durch eine rohrartige, sich vertikal oder annähernd vertikal erstreckende Brennkammer (3, 4), durch einen Rauch­ gasleitungsanschluß (9, 10) am oberen Ende der Brennkammer (3, 4), durch mindestens eine Beschickungsvorrichtung (5, 6) zur Einbringung des Ex­ plosivstoffes von oben in die Brennkammer (3, 4) sowie durch mindestens einen Brenner (7, 8) am unteren Ende der Brennkammer (3, 4) zur Zündung oder zur Zündung und Unterstützung der turbulenten Verbrennung.1. Reactor for the disposal of explosives with high burn-off speed, in particular propellant powder, by controlled, closed combustion with subsequent cleaning of the resulting flue gases, characterized by a tubular, vertically or approximately vertically extending combustion chamber ( 3 , 4 ), through a smoke gas line connection ( 9 , 10 ) at the upper end of the combustion chamber ( 3 , 4 ), by at least one loading device ( 5 , 6 ) for introducing the explosive from above into the combustion chamber ( 3 , 4 ) and by at least one burner ( 7 , 8 ) at the lower end of the combustion chamber ( 3 , 4 ) for ignition or to ignite and support turbulent combustion. 2. Reaktor nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Fallrichtung zumindest einer Teilmenge des eingebrachten Explosivstoffes wechselweise umlenkende Einbauten (Leitbleche 15) in der Brennkammer (3).2. Reactor according to claim 1, characterized by the falling direction of at least a portion of the introduced explosive alternately deflecting internals (baffles 15 ) in the combustion chamber ( 3 ). 3. Reaktor nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine zwi­ schen vorgegebenen Grenzen variable, geometrische Brennkammerlänge (L).3. Reactor according to claim 1 or 2, characterized by an interim variable geometric combustion chamber length (L). 4. Reaktor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, gekenn­ zeichnet durch Öffnungen (17) in der Brennkammerwand sowie durch einen die Brennkammer (4) im Bereich der Öffnungen (17) umschließenden Ring­ raum (18).4. Reactor according to one or more of claims 1 to 3, characterized marked by openings ( 17 ) in the combustion chamber wall and by a combustion chamber ( 4 ) in the region of the openings ( 17 ) surrounding the annular space ( 18 ). 5. Reaktor nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch mindestens einen Anschluß (19) für die Einleitung eines oxidierenden Gases in den die Brennkammer (4) umschließenden Ringraum (18). 5. Reactor according to claim 4, characterized by at least one connection ( 19 ) for the introduction of an oxidizing gas into the combustion chamber ( 4 ) surrounding the annular space ( 18 ). 6. Reaktor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, gekenn­ zeichnet durch eine Beschickungsvorrichtung (5, 6) für den Explosiv­ stoff mit zwischen vorgegebenen Grenzen variabler Förderleistung.6. Reactor according to one or more of claims 1 to 5, characterized by a charging device ( 5 , 6 ) for the explosive material with a variable delivery rate between predetermined limits. 7. Reaktor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, gekenn­ zeichnet durch eine als Vibrationsrinne ausgeführte Beschickungsvor­ richtung (5, 6) für den Explosivstoff.7. Reactor according to one or more of claims 1 to 6, characterized by marked as a vibrating trough Beschickungsvor direction ( 5 , 6 ) for the explosive. 8. Reaktor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, gekenn­ zeichnet durch ein eine Durchzündung des mittels der Beschickungsvor­ richtung (5, 6) geförderten Explosivstoffes verhinderndes Schleusensy­ stem (13, 14) am Eintritt zur Brennkammer (3, 4).8. Reactor according to one or more of claims 1 to 7, characterized by an ignition of the by means of the charging device ( 5 , 6 ) conveyed explosive preventing Schleusensy system ( 13 , 14 ) at the entrance to the combustion chamber ( 3 , 4 ). 9. Reaktor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, gekenn­ zeichnet durch mindestens einen mit Gas oder Öl betriebenen Brenner (7, 8).9. Reactor according to one or more of claims 1 to 8, characterized by at least one gas or oil-operated burner ( 7 , 8 ).