Reaktor zur Verbrennung von Explosivstoffen

Abstract

 Reaktor zur Verbrennung von Explosivstoffen in der Form eines Durchstoßreaktors mit einer Reihe von Kassetten (6) für das zu verbrennende Gut (14), die längs durch den Reaktor geführt werden. Im Reaktor befinden sich mindestens drei Reaktionszonen, die jeweils einen Brenner (5), einen Gaszufuhrstutzen (9) und einen Gasabfuhrstutzen (8) aufweisen. Mit diesem Reaktor kann eine weitgehend abgeschlossene Verbrennung der Explosivstoffe mit minimaler Umweltbelastung durchgeführt werden.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Reaktor zur Verbrennung von Explosivstoffen und explosiven Gegenständen.

[0002] Explosivstoffe sind feste, plastische oder flüssige explosionsfähige Stoffe, wie Sprengstoffe, Treib- und Schießstoffe, Zündstoffe, Anzündstoffe und pyrotechnische Stoffe.

[0003] Explosive Gegenstände sind Gegenstände, die Explosivstoffe enthalten und eine Sprengwirkung, Schieß- oder Treibwirkung, Zündwirkung, Anzündwirkung oder pyrotechnische Wirkung erzielen sollen. Zu den explosiven Gegenständen gehört beispielsweise die Munition.

[0004] Unterdem oben genannten Begriff "Verbrennung" soll jewede oxidative Reaktion verstanden werden, die der Explosivstoff mit dem im Explosivstoff enthaltenen oder zusätzlichem Sauerstoff (auch Luft-Sauerstoff) nach Zünden mit einer offenen Flamme eingeht und die dazu führt, daß der Explosivstoff seine Explosionsfähigkeit verliert.

[0005] Aufgabe der Erfindung ist es, einen Reaktor zu schaffen, der eine Verbrennung mit geringstmöglicher Verbrennungsgasabfuhr bei hoher Betriebssicherheit und unter Vermeidung von unkontrollierter Abgabe von Verbrennungsgasen an die Umgebung ermöglicht.

[0006] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch den Reaktor mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Ausführungen der Erfindung sind Gegenstände von Unteransprüchen.

[0007] Die Erfindung wird anhand von drei Figuren näher erläutert.

Fig. 1 und 3

zeigen einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Reaktor,

Fig. 2

zeigt einen Querschnitt.

[0008] Der erfindungsgemäße Reaktor besteht z.B. aus einem zylindrischen, stationären Gehäuse 1 aus Stahl oder Stahlguß, das mindestens drei konstruktiv gleichartige Reaktionszonen aufweist. Mit diesem Gehäuse 1 dicht verbunden, schließen sich in dieser Ausführung auf beiden Stirnseiten zylindrische Kühlzonen 1a an, die von außen mit flüssigem oder gasförmigem Kühlmittel oder durch Wärmeabstrahlung gekühlt werden können. Zwischen Gehäuse 1 und Kühlzonen 1a ist hier je eine dickwandige Zwischenwand 1b vorgesehen, die eine Durchtrittsöffnung aufweist, durch die das Gut in die erste Reaktionszone eintreten oder die letzte Reaktionszone verlassen kann. Die Zwischenwand 1b dient als Strahlungs- und Splitterschutz. An die Kühlzonen 1a schließen sich eingangs- und ausgangsseitig Schleusenkammern 2 an. Diese dichten den Reaktor mit einem Schieber 3 und nach außen mit einer Klappe (nicht gezeichnet) gasdicht ab. Das zu behandelnde Gut 14 befindet sich hier in zweckmäßigerweise rechteckigen, oben offenen Kassetten 6, die eine formschlüssige, aber nicht verbundene Reihe durch den gesamten Reaktor bilden. Zwischen zwei befüllten Kassetten 6 können ein oder mehrere unbefüllte Kassetten 6 angeordnet sein. Die Gehäusewandungen des gesamten Reaktors (Schleuse 2, Kühlzone 1a, Reaktionszonen, Kühlzone 1a, Schleuse 2) sind im unteren Innenbereich bevorzugt so gestaltet, daß die entsprechend ausgebildeten Kassetten 6 auf Gleitebenen hintereinander, lückenlos und formschlüssig durch den Reaktor bewegt (geschoben) werden können.

[0009] Die Schubbewegung erfolgt durch geeignete Vorrichtungen 12 von der Eingangsschleuse aus in Taktzeiten, entsprechend den erforderlichen Verweilzeiten des Guts im Reaktor.
Weitere Einbauten längs der inneren Gehäusewandung (z. B. die in Fig. 2 gezeigten geneigt verlaufenden, über die Kassettenränder vorspringenden Seitenwände 15) verhindern, daß Teile des Guts unterdie Kassetten 6 fallen können. Am Reaktor befindet sich hier eine Berstscheibe 10, die bei Überschreiten eines zulässigen Maximaldrucks (z.B. eines Überdrucks von 0,3 bar) durch Bersten den Überdruck entläßt und so den Reaktor vor Beschädigung schützt. Mit der Bezugsziffer 11 ist eine Ausstoßvorrichtung gezeichnet.

[0010] Jede Reaktionszone (in der Fig. 1 sind fünf Reaktionszonen gezeigt) weist einen Zündbrenner 5 auf, der mittels einer geeigneten Vorrichtung von außen so eingerichtet werden kann, daß die Flamme das zu behandelnde Gut deutlich berührt. Der Zündbrenner 5 wird vorzugsweise mit Brenngas und Luft oder Sauerstoff betrieben. Wird der Brenner 5 in einer Reaktionszone nicht benötigt, kann er mittels der genannten Vorrichtung zurückgezogen oder gänzlich entfernt werden. Die Zündbrenner 5 lassen sich, z.B. durch Variation der Drucke der zugeführten Gase, in ihrem Flammenbild (Geometrie) und/oder in ihrer Zündenergie auf die jeweiligen Explosivstoffe einstellen.

[0011] Jede Reaktionszone weist darüberhinaus mindestens einen Gaszuführungsstutzen 9 sowie mindestens einen Gasabführungsstutzen 8 auf - gezeichnet sind allerdings nur die Stutzen 8 und 9 von drei Reaktionszonen. Die Stutzen 8 und 9 sind bevorzugt auf der Gehäusewand so angeordnet, daß eine gezielte Atmosphärenführung, bevorzugt quer zur Hauptachse des Reaktors, erzielt wird.

[0012] Zur Verbrennung fallweise zusätzlich benötigter Sauerstoff oder Verbrennungsluff können jeder Reaktionszone durch Lanzen 4 zugeführt werden, die so angeordnet sind, daß das Oxidationsmittel dort auftrifft, wo die Verbrennung stattfindet. Sauerstoff oder Luft zur Unterstützung der Verbrennung kann auch zusätzlich oder ersatzweise dem im Kreislauf geführten ReaktionsgasTeilstrom beigemischt und dann über die Gaszuführungsstutzen 9 dem Reaktor zugeführt werden.

[0013] An die Stutzen 8 und 9 sind nicht gezeigte Rohrleitungen angeschlossen, die über motorisch verstellbare Steuerklappen zu je einer Sammelleitung führen. Jede Reaktionszone ist in dieser Ausführung mit einem flexiblen, gasdurchlässigen Splitterschutz (hier z.B. dem Panzerkettenvorhang 7) so ausgestattet, daß freifliegende brennende Teile nicht in Explosivstoff enthaltende, jedoch nicht brennende Kassetten 6 gelangen.

[0014] Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch einen Reaktionsraum. Zu erkennen ist der kreisförmige Aufbau des Gehäuses 1, die Anordnung des Gaszufuhrstutzens 9 und des Gasabfuhrstutzens 8 so, daß eine Querströmung entsteht. Im unteren Teil des Reaktors befindet sich die Kassette 6 mit dem zu verbrennenden Gut 14. Am rechten Rand sind hier der Brenner 5 und die Lanze 4 zur Zuführung von Sauerstoff gezeigt. Der Brenner kann nach oben und unten verschoben werden. Seine Flamme muß das Verbrennungsgut 14 berühren können. Das Gehäuse 1 ist in seinem mittleren Bereich (Seitenwand 15) hier so ausgeführt, daß eventuell aus der Kassette 6 austretende Feststoffe durch die Vorsprünge und die schräg abfallenden Seitenwandteile wieder in die Kassetten 6 zurückfallen.
Die Kassetten 6 können symmetrisch zur Ofenlängsachse ausgebildet sein oder aber mit einer Vorrichtung versehen sein, von der das zugegebene Oxidationsmedium (aus 4) unter oder seitlich in das Verbrennungsgut 14 geleitet wird. Dazu kann z.B. eine Wand 16 (ein Rost) oder ein entsprechendes Element, das das einströmende Gas in das Verbrennungsgut 14 leitet, vorgesehen sein.

[0015] Fig. 3 zeigt schematisch einen Reaktor (Gehäuse 1a) mit sechs Reaktionskammern, wobei hier die erste Reaktionskammer mit einem Dom 18 versehen ist.
Die geometrische Form richtet sich nach Abgasverweilzeit, Flammengeschwindigkeit, Festigkeitsauslegung und so weiter.
Das Volumen und die Höhe des Doms 18 sind aufjeden Fall ein mehrfaches vom jeweiligen Reaktionskammervolumen. Damit ergeben sich folgend Vorteile:

• Der Gesamtreaktor ist universeller einsetzbar (auch für sehr schnell abbrennende Stoffe)
• Bessere Verbrennungsqualität und Abgasbehandlungsverbesserung
• Reduzierung von Rückständen (Asche)
• Höhere Produktionsdurchsätze (kg/h).

Ansprüche

1. Reaktor zur Verbrennung von Explosivstoffen, in der Form eines Durchstoßreaktors, mit einer Reihe von Kassetten (6) für das zu verbrennende Gut (14), die längs durch den Reaktor geführt werden,

- mit mindestens drei Reaktionszonen, die jeweils einen Brenner (5), einen Gaszufuhrstutzen (9) und einen Gasabfuhrstutzen (8) enthalten.

2. Reaktor nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Lanzen (4) zur Zufuhr eines Oxidationsmittels in mindestens einer der Reaktionszonen.

3. Reaktor nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, gekennzeichnet durch Kühlzonen (1a) vor und hinter den Reaktionszonen.

4. Reaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Zwischenwände (1b), gasdichte Schleusenkammern (2) und Schieber (3) zur Abdichtung des Reaktionsraums nach außen.

5. Reaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasführung (die Gasströmung zwischen Gaseinlaß 9 und Gasauslaß 8) in jedem Reaktionsraum quer zur Ofenhauptachse verläuft.

6. Reaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen flexiblen Splitterschutz (Panzerkettenvorhang 7) zwischen den Reaktionszonen.

7. Reaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Kassetten (6), die oben offen, rechteckig und formschlüssig sind und aneinandergefügt eine durchgehende Reihe bilden können.

8. Reaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Berstschutz (10).

9. Reaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen oder mehrere Dome (18) zur Vergrösserung des/der Reaktionszonen.

Zeichnung