[发明专利]热分解设备及热分解方法

说明书

本发明涉及一种用以对包含在气体中，例如烟道气中的流态有毒物质，特别是dioxins和呋喃等有毒物质进行热分解的设备及热分解方法，该设备包括一大体上呈圆柱形的主燃烧室，一安装在主燃烧室上方的副燃烧室，一最好相对于切向平面呈一定角度的、通向主燃烧室的进口（输入口），该进口用于将含有有毒物质的气流以一定的角动量引入主燃烧室，和将火焰引入主燃烧室从而燃烧含有有毒物质的气体的燃烧器。一环形气流阻滞装置安装在该燃烧器上方，该阻滞装置有一中央开口，该中央开口允许气流从主燃烧室进入副燃烧室，该中央开口的直径比圆柱形主燃烧室的直径小，阻滞装置包括朝下倾斜的喷嘴装置。

某些高毒性有机物质，例如dioxins和呋喃，只能通过以高温将它们热分解成危害较小的混合物而将它们较为经济地处理掉。例如已公布的德国专利，申请号为NO.2，357，804，揭示了一种包括用例如天然气体或类似物作燃料的燃烧器用以对这些有毒物质进行热分解的燃烧设备。为了确保足够长的停顿时间，使有毒物质得以在高温区域燃烧需要一个大体积的燃烧室。那样的炉子自然是昂贵的，此外，也难以在燃烧室内获得合适的混合和气流的紊流以确保所需要的热分解。如果该燃烧室的体积缩小，有毒物质在高温区的停顿时间就太短，以致分解反应不能充分完成。

本发明的一目的是提供一种能使有毒物质在燃烧室中保持足够长的停顿时间的热分解方法。

本发明的主要目的是为了避免这些缺点并提供一种使包含在气体内的流态有毒物质热分解的设备，它是紧凑的但仍能确保包含在气体中的有毒物质在燃烧室中保持足够长的停顿时间，从而使热分解反应充分完成。

按照本发明的一个方面，上述的和其他的目的用本发明的设备而得以实现。其中，在进口（输入口）的上方，将燃烧器的火焰引入主燃烧室，而朝下倾斜的喷嘴装置则将辅助空气送入主燃烧室，环形阻滞装置在中央开口周围形成一通道装置。

在这样的一个设备中，含有待分解的有毒物质的气体通过进口或开口被引入主燃烧室的底部，并作为燃烧器工作的主要空气。分解的第一阶段燃烧按化学计算量或略低于化学计算量进行。该燃烧产生的800℃到1400℃的高温促使复杂有机物分子例如dioxins和呋喃发生热分解。阻滞装置防止气流过快地流出主燃烧室，阻滞装置中的朝下的喷嘴将辅助空气送入主燃烧室。其主要目的在于使燃烧气体在主燃烧室中保持较长时间，此外，将辅助空气送入主燃烧室，会造成主燃烧室中有过量的空气，这样能确保将所有可燃烧的组分充分燃烧，从而将碳氢化合物和CO（一氧化碳）降到极低。进一步的试验表明不仅仅在阻滞装置上提供一个中央开口使烟道气由主燃烧室向烟囱方向逸出，而是在燃烧室壁的区域内还进一步提供围绕中央开口的通道装置是非常有利的。由于对气流施加了角动量，较重的气体组分趋于留在燃烧室壁的区域内而较轻的气体组分趋于积聚于燃烧室轴线的区域。由于在阻滞装置上提供了中央开口和围绕它的通道装置，防止了不希望的轻质气体组分的选择去除。环形阻滞装置最好在中央开口和通道装置之间带有连接件，连接件具有弧形扇面的形状并同心地围绕于圆柱形主燃烧室的轴线。采用两个或多个保持连接件可以将这些连接件连接到环形阻滞装置的外部。组成通道装置的这些通道，具有环形扇面的形状。

根据本发明的另一个方面，提供了一种用于对包含在气体中的流态有毒物质进行热分解的炉子，它包括一由组件组合成的炉壁，该炉壁包括多个互相叠置的环形段，炉壁形成了一大体上为圆柱形的主燃烧室和一位于主燃烧室上方的副燃烧室。在两个燃烧室之间安装了一环形气流阻滞装置，该阻滞装置有一直径比圆柱形主燃烧室的直径小的中央开口，环形炉壁段之一构成了阻滞装置的外部。

这样的热分解炉具有非常简单的结构。具体说来，炉子可由预制的组件组合而成，这样炉子在现场的装配时间可以显著减少。通过槽榫接合各组件之间可以获得适当的密封性。这种结构的另一个优点在于采用同一套组件可以安装成不同尺寸的燃烧室，因此针对具体的工作条件，可以安装出一个十分合适的炉子。

本发明的上述的及其他的目的、优点及特征通过下文结合附图对本设备的最佳实施例的详细描述将会更加明了。

图1是本发明的炉子的轴向剖视图;

图2是沿图1中Ⅱ-Ⅱ线剖开的水平剖视图;

图3是阻滞装置中的一连接件的一部分细部的放大图;

图4是该连接件的另一部分细部的另一个放大图。