DD219847A1 - Brenner zur erzeugung co- und h tief 2-haltiger gase durch druck-partialoxydation - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Brenner zur Vergasung von Brennstaeuben unter Druck mittels Partialoxidation durch Sauerstoff oder Sauerstoff-Dampf-Gemisch. Die Aufgabe der Erfindung ist ein Brenner, an dem durch konstruktive Massnahmen alle Phasen des Zuendvorganges verzoegerungsfrei ablaufen. Erfindungsgemaess ist einem Brenngas-Pilotbrenner mit elektrischer Zuendeinrichtung konstruktiv eine Brennstaub-Zufuehrung so zugeordnet, dass das Oxidationsmittel fuer die Flammenreaktion der Brenngas-Partialoxidation und der Brennstaub-Partialoxidation ueber einen gemeinsamen Austrittsquerschnitt zugefuehrt wird. Durch entsprechende Gestaltung der Aussenkontur der Brennermuendung wird ein Anflug schmelzender Schlacketeilchen durch Rezirkulation aus dem Vergasungsraum verringert.

Description

Titel der Erfindung , .

Brenner zur Erzeugung CO- und Hp-haltiger. Gase durch Druck-Partialoxidation

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Brenner zur Vergasung von Brennstäuben unter Druck, der sowohl in.der Gaswirtschaft als auch in der chemischen Industrie für die Erzeugung von CO- und H^-haltigen Gasen eingesetzt werden kann.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

In der Technik der Erzeugung CO- .und Hp-haltiger Gase ist die Vergasung von Brennstäuben, vorzugsweise Kon.-. lenstaub, mittels eines Sauerstoff-Dampf-Gemisches in einer Flammenreaktion bekannt. Vorzugsweise·arbeiten solche Verfahren unter!erhöhtem Druck im Vergasungsraum,, wobei infolge der notv/endigen relativ hohen Sauerstoffmengen für die Staubvergasung der Staub erst nach Erreichen des Betriebsdruckes gezündet" wird. Pur die Zuführung des zu vergasenden Brennstaubes und des Sauerstoff-Dampf-Gemisches sowie zur Lokalisation der* Flammenreaktion im Vergasungsraum werden Brenner benutzt. Bekannt sind beispielsweise Brenner, bei . denen aus einem Zentralrohr ein Sauerstoff-Dampf-Gemisch und aus einem wendelartig angeordneten Rohr tangential zur Brennerachse.ein 'Brennstaubstrom austritt. ; .

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Diese-Brenner besitzen den Mangel, daß ihnen zum Zünden und .zur Stabilisierung der Plammenreaktion vor allem in nicht, ausgemauert en,- gekühlten'Vergasungsräumen ein Zündinitial, beispielsweise in Porm eines Zünd- und/oder Pilotbrenners, zugeordnet werden muß. Die Zünd-, und/oder Pilotbrenner bilden stets bauliche ' , Einheiten für sich, wodurch sich zwangsweise ein räumlicher Abstand zwischen dem Staubbrenner(n) und dem ' Zünd- und/oder Pilotbrenner ergibt, . . . ' Solche räumlichen Abstände zwischen den Brennern unterschiedlicher funktioneller"Bedeutung haben den Mangel, daß sich insbesondere·bei großen Gaserzeugungseinheit en gefahrbringende Verzögerungen im überzünden Von einem Brenner zum anderen einstellen können. Bekannt ist zur Verminderung solcher Gefährdungen das !Teigen der ein- . zelnen Brennerachsen -zueinander, um den Abstand' zum Überzünden zu verringern. Diese Methode ist jedoch be-¹ grenzt anwendbar,· da bei zueinander gerichteten Brennern, diese thermisch überlastet werden'können und durch St ö~ ^/ rungsvorgänge eine unkontrollierte' Lokalisation der Plammenreaktion eine Gefährdung der "fandung des-Vergasungsraumes' zur PoIge haben kann..

Ziel der Erfindung '.' :

Ziel der. Erfindung ist die Schaffung eines-Brenners zur Erzeugung CO- und PI_p-haltiger Gase durch Druok-Partial-.oxidation, der möglichst verzögerungsfrei zündet und dessen Staubflamme sicher stabilisiert ist,

Darlegung des Wesens der Erfindung .

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch konstruktive Maßnahmen einen Brenner für die Vergasung von Brennstäuben durch PartialoxLdation unter Druck zu schaffen., an dem alle Phasen des Zündvorganges insbesondere in gekühlten und nicht ausgemauerten Vergasungsräumen

gefahrlos ablaufen und dessen Staubflamme durch eine integrierte Pilotflamme sicher stabilisiert wird. Der erfindungsgemäße Staubbrenner besteht aus einem zentral angeordneten Brenner für die PartialoxLdation' unter Druck von Brenngasen'mittels Sauerstoff oder Säuerstoff-Wasser-Dampf-Gemisch mit integrierter elektrischer Zündeinrichtung. ' Das zentral angeordnete Brennersystem bildet gleichzeitig den Zündbrenner und den Pilotbrenner, wobei •erfindungsgemäß der eigentliche Staubbrenner baulich durch konzentrierte Anordnung des Staubaustrittes' über den Umfang des Sauerstoff- oder Säuerst off-Dampf-Ge-' mischquerschnittes des Pilotbrenners geschaffen wird. Die für die Partialoxidation des Staubes und für die· Pilotflamme erforderliche Sauerstoff- oder Sauerstoff-Dampf- Ge mis chmenge tritt also insgesamt aus einem gleichen Querschnitt aus.

Infolge enger Berührung des Staubes mit dem Sauerstoff und der Pilotflamme ist eine praktisch verzögerungsfreie -Zündung des Staubes gewährleistet. Durch die erfindungsgemäße Anordnung von Stäub-'und Pilotbrenner in einem konstruktiv ,geschlossenem System. ist der Brenner sowohl zur Druck-Partialoxidation von Brennstäuben als auch zur alleinigen Druck-Partialoxi- ^: dation gasförmiger Brennstoffe geeignet. Erfindungsgemäß werden bei der Partialoxidation von-Brennstäuben durch im Vergasungsraum rezirkulierende .' Gase geschmolzene Schlacketeilchen unter anderem zu den Brennern hingetragen, 3s besteht dann die Gefahr . der teilweisen oder totalen Verschmutzung der Austrittsöffnung der Brenner, wodurch Unregelmäßigkeiten in der Lokalisierung der Flammenreaktion auftreten können .· Um,bei dem erfindungsgemäßen Brenner Schlackeansätze insbesondere im Bereich des Sauerstoffaustrittsquer- schnittes durch r.ezirkulierende schlackebeladene' Gase

zu verringern, erhält die in den Vergasungsraum ragende Brennermündung am äußeren Umfang die Kontur eines schlanken Kegelstumpfes, dessen größter Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser des zylindrischen Brennergehäuses und ah diesem mittels· eines großen Übergangsradius anschließt. ' ... _

Ausführungsbeispiel · · ^l

Sin Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Brenners ist in Figur 1 im Schnitt dargestellt. ·

Der Brenner besteht aus einem zentralen Pilotbrenner 1, bestehend aus einer elektrischen Zündeinrichtung 2, den konzentrisch darum angeordneten Brenngasdüsen 3 und- zu diesen konzentrisch angeordnet der Austrittsöffnung für den Sauerstoff oder das Sauerstoff-Dampf-Gemisch 4. Um den Pilotbrenner ist eine Rohrschlange 5 angeordnet, 'die in einen ringförmigen Verteilungskanal 6 mündet,, . Der Verteilungskanal wird begrenzt durch" den äußeren Umfang des Pilotbrenners und die Inne;nkontur des Brennergeliäuses' ?♦ Die Außenkontur des Brennergehäuses hat im.' Bereich der in" den Vergasungsraum ragenden Mündung 8 die Gestalt eines sich zum Vergasungsraum verjüngenden-Kegelstumpfes. ' ' · ν

Der Brenner arbeitet folgendermaßen: ' ·

Zunächst wird¹ bei Eiormaldruck im Vergasungsraum über den Sauerstoff- bzw. Sauerstoff-Dampf-Austrittsquerschnitt 4 eine bestimmte Hange Sauerstoff o'der Sauerstoff-Dampf-Gemisch gebildet. Gleichzeitig dazu strömt über den zentralen Kanal 9 des Pilotbrenners eine dosierte Menge Zündsauerstoff. Anschließend entsteht über die elektrische Zündeinrichtung 2 während einer festgelegten Zeitdauer ein Hochspannungsfunke, v/obei gleichzeitig ein Brenngas über die Brenngasdüsen 3 austritt und der Pilotbrenner damit' gezündet x'/ird. !!ach Abschaltung des Zündsauerstoffs wird durch Mengenerhöhung der Vergasungs-

raum auf Druck gefahren. Anschließend kann zu einem beliebigen Zeitpunkt durch Förderung von Brennstaub . über die Rohrschlange 5 in den Verteilerraum β und Nachregeln der Sauerstoffzufuhr über den Austritts querschnitt 4 die Partialoxidation des Brennstaubes eingeleitet werden.

Claims (1)

1. Erfindungsanspruch- . . . ,

   Brenner zur Erzeugung CO- und H_o-haltiger Gase durch Druck-Partialoxidation von staubfÖrmigen und/oder gasförmigen Brennstoffen, bestehend aus bekannten Brennerbauteilen wie B-rennergehäuse, Zündeinrichtung und Zuführungseinrichtungen, 'dadurch gekennzeichnet, daß-die im ?ilötbrenner. ^V(1.) angeordnete elektrische. Zündeinrichtung (2) von innen in Richtung'Brennergehäuse (7) umgeben ist-von Brenngasaustrittsöffnungen (3), der Austritt soffnung für Sauerstoff oder Sauerstoff-Dampf-Gemisch (4) und der-Austrittsoffnung des ringförmigen Verteilungskanals (S) für den in einem'Trägermedium suspendierten staubförmig en Brennstoff, wobei alle Austrittsöffnungen in einer Ebene liegen, und der ringförmige Yerteilungskan'al (6) als Ringkammer gestaltet ist, in der stromaufwärts mindestens eine ringförmige- Zuleitung als Rohrschlange (-5) für den staubförrnigen Brennstoff tangential' einmündet und daß die äußere Kontur der Brennermündung (8) sich zum "Vergasungsrau.m hin verjüngt und durch einen entsprechend großen Radius an den'zylindrischen Teil des Brennergehäuses (7) anschließt.

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