專利名稱：廢氣凈化裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種廢氣凈化裝置，尤其是凈化化學氣相沉積、等離子酸洗或類似過程產生的廢氣凈化裝置，帶有至少一個垂直設置在一外管內的燃燒室，該燃燒室的上端由-傘形蓋件限界，并帶有一個內混合或外混合的燃燒器，燃燒器的燃氣噴嘴伸入燃燒室內，其中間燃燒器輸送燃氣、氧氣或空氣和廢氣，以有帶有將氧化劑和/或吸附劑輸送給燃燒室外的洗滌室內的器件。
通常這類廢氣的凈化分兩步進行，其中對廢氣首先進行燃燒并接著通過洗滌凈化。在此是利用氣體驅動的燃燒器在-燃燒室內實現(xiàn)廢氣燃燒或氧化的。
在EP 0348 893 B1中記載了這樣一種凈化廢氣的裝置，該裝置由一向下基本閉合的并且在上端開放的、帶有圓形截面的基體構成。該基體由一圓筒狀外壁和一與外壁同心設置的內壁構成，該內壁對燃燒室限界。一個用于燃燒與燃氣一起輸送給燃燒用的廢氣的燃燒器伸入該基體的燃燒室內。該燃燒室的上端由一防噴濺保護件限界，在防噴濺保護件的上方有一洗滌或沖洗室。在該沖洗室有一同心設置的噴嘴，利用此噴嘴產生沖洗劑的霧錐，利用該霧錐將經燃燒的廢氣中的氣溶膠和固體成分沖洗出。采用該防噴濺保護件防止了沖洗劑噴入燃燒室并隨之噴到燃燒器上或火焰中。
沖洗出的殘渣與沖洗劑一起沿圓筒狀的外壁的內側向下輸送并經一在基體上的排出口被排出。
該廢氣凈化裝置的缺點在于，裝置的凈化過程的代價過高并且清洗燃燒室特別困難。另外幾乎不能避免燃氣噴嘴和廢氣噴嘴的污染，因而為保證可靠的運轉，必須對燃燒器進行定期維護。
本發(fā)明的目的在于提出一種凈化廢氣的裝置，該裝置制做費用低廉并可避免已有技術的缺點。
本發(fā)明的目的是在本說明書介紹部分中所述方式的廢氣凈化裝置中的解決方案如下，燃燒器同心固定在蓋件上，燃燒器具有燃氣噴嘴和至少一個廢氣噴嘴，燃氣噴嘴和廢氣噴嘴垂直向下指向燃燒室并且在燃燒過程中產生的反應產物沿外管內側被導入洗滌室內。
利用此易于實現(xiàn)的凈化廢氣的裝置實現(xiàn)了較高的使用性，并大大改進了廢氣凈化裝置。尤其是避免了沉積在燃燒器上、燃燒室內或在外管內側上及燃燒室底部上的燃燒殘渣對燃燒過程的影響。而且還避免了燃氣噴嘴通常可能的截面變窄或堵塞。
為了實現(xiàn)燃氣與廢氣非常均勻的混合，燃燒器具有多個廢氣噴嘴，這些噴嘴被燃氣噴嘴同心環(huán)圍。
為避免可能過熱的出現(xiàn)，為燃燒器配備一個冷卻裝置。為此在外管內和燃燒器上方設置有一個吸附劑或洗滌劑噴霧嘴，該噴霧嘴一方面用于沖洗由燃燒室出來的廢氣并且另一方面同時對燃燒器外殼進行冷卻。噴霧嘴可以是環(huán)形噴嘴、全錐噴嘴式內錐噴嘴，因而有充足量的沖擊液沖擊到燃燒器的外殼上。
環(huán)形噴嘴固定在蓋件上方的外管內壁上。由此產生的噴霧環(huán)在此情況時既平行于外管的內壁，又集中在燃燒器的外殼上，因而在外管內的整個截面被覆蓋。
如果噴霧嘴通過一供斜管道與燃燒器內的一個室相連接，吸附劑或清洗劑通過此供料管道輸送給噴霧嘴，則將會大大改善對燃燒器的冷卻。
采用此方式對燃燒由實施內冷卻，因而可以容許較高的燃燒溫度。因此這種實施尤其適用于氫燃燒器，其中在燃氣噴嘴與廢氣噴嘴間環(huán)圍燃氣噴嘴地設置有室。
為避免對蓋件和燃燒器過度加熱，在燃燒室和蓋件間設置有一個同心環(huán)圍燃燒器的并向下延伸的熱屏。此外，該熱屏還起著防止對待燃燒廢氣被劇烈冷卻的作用。
在外管內備有一個對燃燒室側面限界的內管，該內管由蓋件向下延伸并環(huán)圍熱屏。
在熱屏與內管的內壁間形成一個環(huán)縫，其中蓋件與熱屏間的空間通過孔與外管外的空間連接。因此并配合以燃燒室內的負壓實現(xiàn)了對熱屏與蓋件間的空間的不間斷的沖洗。
在本發(fā)明的進一步設計中，在蓋件和熱屏間的空間內設置有一個帶有輸送清洗劑的噴嘴的噴嘴環(huán)，這些噴嘴指向內管的內壁。這樣在裝置工作間歇時就可以用水或吸附劑對燃燒室進行清洗，而不必為此將燃燒室打開。
燃燒室下端的封閉是由一帶有錐形或向下成拱的底部的基體實現(xiàn)的，在該底部的最低處備有一排出口。這樣在不影響燃燒過程的情況下保證了對吸附劑或沖洗劑的不間斷的排出。
為實現(xiàn)對氣體的良好的導向，尤其是對經凈化的氣體的導向并被送入洗滌室，內管伸入基體內并終結于底部上方的一定距離處。
在一種特殊的設計中，外管和內管分別由一上段和一下段構成，這兩段可以可拆卸地連接在一起，其中基體可以可拆卸地與外管或外管的下段連接在一起。這樣就實現(xiàn)了對清洗或維護過程的明顯的簡化，此點還通過帶有固定在外管上段的燃燒器、蓋件、內管上段、熱屏、孔和噴嘴環(huán)的外管上段可軸向向上移動或基體可軸向向下移動，得到進一步的改善。
在本發(fā)明的另一改型方案中，內管上段的下端具有一截面縮口，該截面縮口與下段的上端構成一圓杯縫。這樣由于因此可促使一部分已經燃燒的廢氣的再循環(huán)，該廢氣被反復地輸送給燃燒過程，從而提高了燃燒過程的效率。此外因此還實現(xiàn)了對內管內側的沖洗并減少了沉積。
為防止在此情況時沖洗或吸附劑進入燃燒室，在外管上段和內管上段間設置有一個保護管，該保護管對下段的上邊緣起遮蓋作用。
在本發(fā)明的進一步設計中，燃燒室通過導管與管外的空間連接，在導管內設置有用于對燃燒器點火或監(jiān)視的裝置；或燃燒器本身含有對其點火和監(jiān)視的裝置。
另外，在蓋件和外管內側間有一刷形棱，該刷形棱將沖洗劑或吸附劑排導到外管的內側并同時起著對廢氣強化潤濕的作用。
外管在蓋件上方通過一個或多個分離器與一用于在燃燒室和洗滌室內產生負壓的抽風設備相連接。由于產生的此負壓一方面實現(xiàn)了對燃燒室內廢氣的抽吸并且同時避免了廢氣經沖洗孔和排出口的排出。
下面將對照一實施例對本發(fā)明做進一步的說明。在附圖中示出

圖1本發(fā)明廢氣凈化裝置的剖面圖；圖2帶有可分燃燒室的圖1的裝置；圖3帶有廢氣循環(huán)的廢氣凈化裝置；圖4不帶專用燃燒室的廢氣凈化的簡化裝置；圖5帶有附加冷卻裝置的燃燒器的剖面圖；圖6備有燃氣噴嘴和廢氣噴嘴的燃燒器的剖面圖；圖7圖6燃燒器的俯視圖。
如圖1所示，廢氣凈化裝置由一垂直設置的外管1構成，外管的下端被一基體2閉合?；w2具有一錐形的或向下成拱的底部3，底部在其最低點備有一個排出口4。
在外管1內設置有一個向下伸展的、傘狀的蓋件5，該蓋件將下面的燃燒室6與位于其上面的洗滌室7分開。在外管1內的蓋件5的固定是采用備有孔8的連接件9實現(xiàn)的，例如蓋件5固定在其上的管件。為了實現(xiàn)氣體由燃燒室6至洗滌室7的通道，蓋件5的直徑小于外管1的內徑。因此在外管1的內壁范圍內就留出了一個環(huán)形縫10，該縫被一固定在蓋件5上的刷形棱11遮蓋。
另外，在傘狀蓋件5的中心固定有一個帶指向下方的燃氣噴嘴和廢氣噴嘴13、14的燃燒器12。燃燒器12在蓋件5上的固定可以采用螺絲或卡圈加以實現(xiàn)。為實現(xiàn)通過廢氣噴嘴14加入的廢氣與燃氣的均勻的充分混合，廢氣噴嘴14為中心噴嘴，該噴嘴被一個環(huán)形燃氣噴嘴13或多個燃氣噴嘴13環(huán)圍。在這里作為燃氣尤其考慮采用天然氣，該天然氣用過量氧氣燃燒，或氫，該氫同樣用過量氧氣燃燒。
在蓋件5的下方有一個環(huán)圍燃燒器12及燃氣噴嘴和廢氣噴嘴13、14的熱屏15，該熱屏成錐形向下伸展并且尤其用于減少蓋件5上的熱負荷。有一固定在蓋件上的內管16由蓋件5向下延伸，以便對燃燒室6進行限界，該內管環(huán)圍熱屏15。同時在熱屏15與內管16的內壁之間保留有一環(huán)縫17，從而使蓋件5和熱屏15間的空間通過孔8與外管1外的空間連接。因此在燃燒室6內為負壓時，實現(xiàn)了對蓋件5與熱屏15間的空間的吹洗。
向基體延伸的內管16同時用于將燃燒室6內的火焰與在熱反應段添加的廢氣分離，該廢氣作為反應氣體由基體2開始在外管1的內側向上被引入洗滌室7。
在洗滌室7內，在燃燒器12上方的一定間隔處有一噴霧嘴18，該噴霧嘴用于輸送和均勻分布吸附劑，以及產生吸附劑的最小液滴。該吸附劑用于對在廢氣燃燒時產生的氣體或固體的反應產物進行洗滌。其中噴霧嘴18的霧錐是一個外圓錐并且延伸到外管1的內側。采用此方式同時實現(xiàn)了對燃燒器12的冷卻。
通過噴霧嘴18吸附劑象氣溶膠一樣被均勻地分布在洗滌室7內并接著通過蓋件5和固定在其上的刷形棱11被引導到外管1的內側并由此處流入基體2內并經排出口4進入圖中未示出的貯槽內。
在蓋件5上的內管上端有一個用于凈化內管16內側的噴嘴環(huán)19，利用該噴嘴環(huán)可以在工作間歇時用水或吸附劑對內管16的內側進行噴射，從而可以消除或減少在該處的沉積。
一個用于抑制固體或液體氣溶膠的分離器20構成洗滌室7的上端部，該分離機與一圖中未示出的抽風設備相連接，該抽風設備同時產生必要的負壓。
為點燃燃燒器火焰并為了對燃燒過程進行監(jiān)視有一導管21由外管，穿過蓋件5延伸到熱屏15。在導管內可以設置一個升火噴嘴和/或一個紫外線-火焰探測器。
圖2示出一基本相同的廢氣凈化裝置，其中外管和內管1、18分段實施，因而該裝置的拆卸及維護尤為簡便。外管1為此由一上段和一下段1a、1b構成并且內管16由上段和一下段16a、16b構成，它們分別可以可拆卸地連接在一起。另外基體2可以與外管1或外管1的下段1a可拆卸地連接在一起。
帶有固定在外管上段的燃燒器12、蓋件5、內管16的上段16a、熱屏15、孔8和噴嘴杯20的外管1的上段1a也可以軸向向上，或者基體2可以軸向向下可移動地實施。因此對燃燒室6的凈化尤為簡便。
圖3示出本發(fā)明的一特殊變型，其中實現(xiàn)了廢氣內回流和內管16的內沖洗。其基本結構與圖2中所示的變型相符，其中內管16的上段16a在其下端具有一截面縮口22，該縮口與下段16b同心并伸入下段內。通過以此方式形成的圓環(huán)縫23在下段16b和下段1b內側之間向上輸送的廢氣的一部分被再次輸送給燃燒室6并在此處重新承受劇熱的火焰。另外通過此回流實現(xiàn)了對下段16b內側的吹洗，從而至少部分地避免了顆粒在該處的沉積。
為避免吸附劑通過圓杯縫23進入燃燒室，在外管1的上段1a與上段16a有一個保護管24，該保護管對下段16b的上邊緣起著遮蓋作用。
通過此保護管24同時還防止了對燃燒室6上段的過度冷卻。
圖4示出本發(fā)明的一種簡化的變型，其中燃燒室6僅由外管1環(huán)圍。為了在此實現(xiàn)對燃燒器12較為充分的冷卻，吸附劑通過燃燒器12向噴霧嘴18加料，其中如下所述，供料管道25通向燃燒器12的外殼內。
圖5示出一種冷卻燃燒器12的特別有效的變型。為此在廢氣噴嘴14與一個或多個燃氣噴嘴13之間設置一個室26，該室同心環(huán)圍廢氣噴嘴14。該室26一方面通過管道27與噴霧嘴18并且另一方面與沖洗或吸附劑的供料裝置連接。采用此方式可實現(xiàn)對燃燒器的特別強化的冷卻，而又不會影響燃燒過程本身的溫度。因此本變型特別適用于氫燃燒器或溫度較高的燃燒過程。
圖6、7示出一種用于同時對來自不同過程的廢氣的同時燃燒的配置。為此如圖6所示，與燃燒器12直接相鄰地設置有兩個廢氣噴嘴14、14′，其中通過分開的放心氣供料口29、29′實現(xiàn)廢氣的輸入。燃氣噴嘴13環(huán)圍廢氣噴嘴14、14′并且通過一在環(huán)形均衡室30上方的圖中未示出的燃氣供料管道供料。一條附加的氧氣供氣管道28負責為燃燒提供特別高的過量氧。
采用此配置實現(xiàn)了對廢氣的同時燃燒，該廢氣在燃燒室外混合時不受控制地相互反應，從而同時實現(xiàn)了對廢氣凈化裝置的非常有效的利用。
原則上講，對廢氣輸送管道29、29′的數量是沒有限制的，其中僅燃燒器12的尺寸限制了廢氣噴嘴14、14′的數量。為了在用多根廢氣輸送管道對實現(xiàn)可靠的運行，僅僅要注意的是，必須可靠地避免廢氣回流到廢氣輸送管道29、29′內。
附圖標記對照表1 外管1a 上段1b 下段2 基體3 底部4 排出口5 蓋件6 燃燒室7 洗滌室8 孔9 連接件10 縫11 刷形棱12 燃燒器13 燃氣噴嘴14 廢氣噴嘴15 熱屏16 內管16a上段16b下段17 環(huán)縫18 噴霧嘴19 噴嘴環(huán)
20 分離器21 導管22 截面縮口23 圓環(huán)縫24 保護管25 供料管道26 室27 管道28 氧氣供氣管道29 廢氣供氣管道30 均衡室
權利要求
1.廢氣凈化裝置，尤其是化學氣相沉積、等離子酸洗或類似過程產生的廢氣凈化裝置，帶有至少一個垂直設置在外管內的燃燒室，由一傘形蓋件對該燃燒室的上端限界，并帶有一個內混合或外混合的燃燒器，燃燒器的燃氣噴嘴伸入燃燒室，其中向燃燒器輸送燃氣、氧氣或空氣和廢氣，以及帶有將氧化劑和/或吸附劑輸送給燃燒室外的洗滌室并將其排出的器件，其特征在于燃燒器(12)同心地固定在蓋件(5)上，燃燒器(12)具有燃氣噴嘴(13)和至少一個廢氣噴嘴(14)，廢氣噴嘴垂地向下指向燃燒室(6)并且在燃燒過程中產生的反應產物沿外管(1)內側被導入洗滌室(7)。
2.根據權利要求1的裝置，其特征在于燃氣噴嘴(13)同心環(huán)圍廢氣噴嘴。
3.根據權利要求1和2的裝置，其特征在于為燃燒器(12)配備有一個冷卻裝置。
4.根據權利要求1至3中的任一項的裝置，其特征在于在外管(1)內和燃燒器(12)上方設置有一個吸附劑或洗滌劑的噴霧嘴(18)，該噴霧嘴為環(huán)形噴嘴、全錐噴嘴或內錐噴嘴。
5.根據權利要求4的裝置，其特征在于噴霧嘴(18)通過管道(27)與燃燒器(12)內的室(26)相連接，吸附劑或洗滌劑通過該管道被輸送給噴霧嘴(18)。
6.根據權利要求5的裝置，其特征在于在燃氣噴嘴(13)和廢氣噴嘴(14)間設置有室(26)并且該室同心環(huán)圍廢氣噴嘴。
7.根據權利要求1至6的裝置，其特征在于在燃燒室(6)和蓋件(5)之間設置有一同心環(huán)圍燃燒器(12)并向下伸展的熱屏(15)。
8.根據權利要求1至7的裝置，其特征在于在外管(1)內備有一內管(16)，該內管從蓋件(5)開始向下延伸并環(huán)圍熱屏(15)。
9.根據權利要求8的裝置，其特征在于在熱屏(15)與內管(16)內壁間形成一環(huán)縫(17)并且蓋件(5)與熱屏(15)間的空間通過孔(8)與外管(1)外的空間連接。
10.根據權利要求1至9中的任一項的裝置，其特征在于在蓋件(5)與熱屏(15)間的空間內設置有一個帶有輸送清洗劑的噴嘴的噴嘴環(huán)(19)，這些噴嘴指向內管(16)的內壁。
11.根據權利要求1至10中的任一項的裝置，其特征在于燃燒室(6)的下端被一基體(2)閉合，基體的最低位置有一排出口(4)。
12.根據權利要求1至11中的任一項的裝置，內管(16)伸入基體(2)內并在底部上方一定間距處終結。
13.根據權利要求1至12中的任一項的裝置，其特征在于外管和內管(1、16)分別由一上段和一下段(1a、16a；16、16b)構成，上段和下段可拆卸地相互連接在一起。
14.根據權利要求13的裝置，其特征在于基體(2)與外管(1)或外管(1)的部分(1b)可拆卸地連接。
15.根據權利要求13和14的裝置，其特征在于帶有蓋件(5)和固定在其上的燃燒器(1)、內管(16)的上段(16a)、熱屏(15)、孔(8)和噴嘴環(huán)(19)的外管(1)上段(1a)可軸向向上移動。
16.根據權利要求13和14的裝置，其特征在于基體(2)可軸向向下移動。
17.根據權利要求13至15的裝置，其特征在于內管(16)上段(16a)的下端具有一截面縮口(22)，該截面縮口與下段(16b)的上端構成圓環(huán)縫(23)。
18.根據權利要求17的裝置，其特征在于在外管(1)的上段(1a)和內管(16)的上段(16a)之間設置有一個保護管(24)，該保護管遮蓋下段(16b)的上邊緣。
19.根據權利要求1至18的裝置，其特征在于燃燒室(6)通過導管(21)與管(1)外的空間連接在一起并且在導管(21)內設置有用于對燃燒器(12)點火和監(jiān)視的裝置。
20.根據權利要求1至19的裝置，其特征在于燃燒器(12)含有用于對其點火和監(jiān)視的裝置。
21.根據權利要求1至20的裝置，其特征在于在蓋件(5)和外管(1)內側有一刷形棱(11)。
22.根據權利要求1至21的裝置，其特征在于在蓋件(5)上方的外管(1)通過一個或多個分離器(21)與一用于產生燃燒室(6)和洗滌室(7)中負壓的抽風設備連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種廢氣凈化裝置,尤其是化學氣相沉積、等離子酸洗或類似過程產生的廢氣凈化裝置,帶有至少一個垂直設置在外管內的燃燒室,該燃燒室的上端由一傘形蓋件限界,并帶有一個內混合或外混合的燃燒室,其燃氣噴嘴伸入燃燒室內,其中向燃燒器輸送燃氣、氧氣或空氣和廢氣,以及帶有將氧化劑和/或吸附劑輸送給燃燒室上方的洗滌室并將其排出的器件。本發(fā)明的目的是提出一種廢氣凈化裝置,該裝置制作費用低廉并消除了先有技術的缺點。本發(fā)明的特征在于,燃燒器(12)同心固定在蓋件(5)上,燃燒器(12)具有燃氣噴嘴(13)和至少一個廢氣噴嘴(14),該廢氣噴嘴垂直向下指向燃燒室(6)并且在燃燒過程中產生的反應產物將沿外管(1)內側導入洗滌室(7)內。
文檔編號F23G7/06GK1180402SQ96191477
公開日1998年4月29日 申請日期1996年1月19日 優(yōu)先權日1996年1月19日
發(fā)明者羅爾夫·哈通, 漢斯·奧滕瑞史, 岡特·克羅代爾, 盧茨·法比安¤, 迪特馬爾·雷施 申請人:森托塞姆投資兩合公司