DD241457A1 - BURNER WITH TORQUE DEVICE FOR GASOUS FUELS AND OXYGEN - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Brenner mit integrierter elektrischer Zuendeinrichtung insbesondere fuer Reaktoren zur Erzeugung von CO- und H2-reichen Gasen durch Partialoxydation unter Druck. Der Brenner kann sowohl fuer die Partialoxydation von gas- beziehungsweise dampffoermigen Kohlenwasserstoffen, als auch als Pilotbrenner in Reaktoren zur Partialoxydation von fluessigen oder staubfoermigen Brennstoffen eingesetzt werden. Der Brenner weist koaxial angeordnete Kanaele fuer Brenngas und fuer Sauerstoff auf. Erfindungsgemaess ist in dem Brenngaskanal elektrisch isoliert zur Wand dieses Kanals ein Zuendrohr angeordnet, das mit einer Hochspannungszuendvorrichtung verbunden ist und mit der Wand des Brenngaskanals eine Funkenstrecke bildet. Das Zuendrohr ist ueber ein Absperrventil mit einer Sauerstoffquelle verbunden und weist in der Umgebung der Funkenstrecke Austrittsoeffnungen fuer Sauerstoff auf. Beim Start des Brenners wird das Zuendrohr voruebergehend mit einer relativ sehr kleinen Sauerstoffmenge beaufschlagt, die innerhalb des Brenngaskanals durch die Funkenzuendung eine Zuendflamme bildet, die wiederum die Flamme im Reaktionsraum zuendet.The invention relates to a burner with integrated electrical Zuendeinrichtung especially for reactors for the production of CO and H2-rich gases by partial oxidation under pressure. The burner can be used both for the partial oxidation of gaseous or vaporous hydrocarbons, and as a pilot burner in reactors for the partial oxidation of liquid or Staubbofermigen fuels. The burner has coaxially arranged channels for fuel gas and for oxygen. According to the invention, in the fuel gas channel, electrically insulated from the wall of this channel, there is an ignition tube, which is connected to a high voltage ignition device and forms a spark gap with the wall of the fuel gas channel. The Zuendrohr is connected via a shut-off valve with an oxygen source and has in the vicinity of the spark gap outlet openings for oxygen. At the start of the burner, the Zuendrohr is temporarily acted upon with a relatively very small amount of oxygen, which forms a Zuendflamme within the fuel gas channel by the Funkenzuend, which in turn ends the flame in the reaction chamber.
Description
Hierzu 2 Seiten ZeichnungenFor this 2 pages drawings
Die Erfindung betrifft einen Brenner für gasförmige Brennstoffe und Sauerstoff, die in einem freien Reaktionsraum%vorzugsweise unter höherem Druck in einer Flammenreaktion umgesetzt werden. Bevorzugtes Einsatzgebiet dieses Brenners ist die Erzeugung von CO- und H2-reichen Gasen durch Partialoxydation von gasförmigen Kohlenwasserstoffen mit technischem Sauerstoff. Ein weiteres bevorzugtes Einsatzgebiet ist seine Anwendung als Zünd- und Stützbrenner in Reaktoren zur Vergasung von staubförmigen Brennstoffen durch Partialoxydation mit Sauerstoff. In diesem Fall wird der Brenner mit einem gasförmigen Hilfsbrennstoff betrieben. Die durch die partielle Oxydation hergestellten CO- und H2-reichen Gase werden zu Synthesegas, Hydrierwasserstoff, Stadtgas, metallurgischen Reduktionsgasen und für ähnliche Zwecke eingesetzt.The invention relates to a burner for gaseous fuels and oxygen, which are reacted in a free reaction space % preferably under higher pressure in a flame reaction. Preferred field of application of this burner is the production of CO and H 2 -rich gases by partial oxidation of gaseous hydrocarbons with technical oxygen. Another preferred application is its use as a pilot and support burner in reactors for the gasification of dust-like fuels by partial oxidation with oxygen. In this case, the burner is operated with a gaseous auxiliary fuel. The CO and H 2 -rich gases produced by the partial oxidation are used for synthesis gas, hydrogenation hydrogen, town gas, metallurgical reducing gases and the like.
In der Technik der Erzeugung CO- und H2-reicher Gase ist die partielle Oxydation von gasförmigen Kohlenwasserstoffen, insbesondere von Erdgas, in der Form einer Flammenreaktion in einem freien Reaktionsraum unter höherem Druck bekannt. Als Oxydationsmittel werden dabei technischer Sauerstoff, Gemische von technischem Sauerstoff mit Dampf und/oder CO2 und mit Sauerstoff angereicherte Luft angewandt. Zur Einführung der Reaktanten in den Reaktionsraum und zur Lokalisierung der Flamme im Reaktionsraum dienen eine oder mehrere als Brenner bezeichnete Vorrichtungen.In the art of producing CO- and H 2 -rich gases, the partial oxidation of gaseous hydrocarbons, especially natural gas, in the form of a flame reaction in a free reaction space under higher pressure is known. In this case, technical oxygen, mixtures of technical oxygen with steam and / or CO 2 and oxygen-enriched air are used as oxidizing agents. To introduce the reactants into the reaction space and to locate the flame in the reaction space serve one or more devices referred to as burners.
Bei der Inbetriebnahme einer solchen Anlage muß die Flammenreaktion durch eine Zündung des Brenners eingeleitet werden. Als Zündquelle für das Zünden der Brenner werden separate, mit Brenngas und Luft betriebene Zündlunten oder Zündbrenner kleiner Wärmeleistung verwendet, die im allgemeinen nach Zündung des Brenners aus dem Reaktor entfernt werden. Es liegt nahe, die Zündung des Brenners unmittelbar durch einen Hochspannungsfunken zu erwirken. Das ist aber mit Rücksicht auf die Leistung des Brenners und auf die Verwendung von technischen Sauerstoff als Oxydationsmittel mit einem sicherheitstechnischen Risikoverbunden. Außerdem werden dazu benötigte Elektroden anderMündung des Brenners während des Normalbetriebes der Anlage durch thermische Einwirkung zerstört. Mit DD 219 846 ist ein selbstzündender Druckbrenner für gasförmige Brennstoffe bekannt, der zentral in der Brennermündung angeordnet eine besondere Zündkammer aufweist, in der eine elektrische Hochspannungsfunkenstrecke erzeugt werden kann. Dabei wird in der Zündkammer ein Teilstrom des Brenngases mit einer während des Zündvorganges in diese einströmenden dosierten Sauerstoffmenge gemischt und durch Hochspannungsfunken gezündet. Zur Erzeugung des Funkens ist eine in die Zündkammer ragende Elektrode vorgesehen, wobei als Gegenelektrode die benachbarte metallische Wand des Zündbrenners fungiert. Die aus der Zündkammer austretende Flamme zündet das vor der Brennermündung entstehende Gemisch aus Brenngas und Sauerstoff, die beide aus separaten Kanälen des Brenners ausströmen. Ein Nachteil einer solchen im Bereich der Brennermündung liegenden Zündkammer ist, daß sie nach Abschluß des Zündvorganges, also im Normalbetrieb des Brenners, weiter mit einem ständigen Spülgasstrom beaufschlagt werden muß, um das Eindringen von Ruß, Staub oder Schlacke in die Zündkammer und deren Ablagerung auf der Zündelektrode sicher zu verhindern.When commissioning such a system, the flame reaction must be initiated by an ignition of the burner. As ignition source for the ignition of the burner separate, operated with fuel gas and air Zündlunten or pilot burner small heat output are used, which are generally removed after ignition of the burner from the reactor. It makes sense to obtain the ignition of the burner directly by a high-voltage spark. However, this is with regard to the performance of the burner and the use of technical oxygen as an oxidant with a safety-related risk. In addition, required electrodes at the mouth of the burner during normal operation of the system are destroyed by thermal action. With DD 219 846 a self-igniting pressure burner for gaseous fuels is known, which has arranged centrally in the burner mouth a special ignition chamber in which an electrical high-voltage spark gap can be generated. In the ignition chamber, a partial flow of the fuel gas is mixed with a metered amount of oxygen flowing into it during the ignition process and ignited by high-voltage sparks. To generate the spark, an electrode protruding into the ignition chamber is provided, with the adjacent metallic wall of the pilot burner acting as the counterelectrode. The flame leaving the ignition chamber ignites the mixture of fuel gas and oxygen formed in front of the burner opening, both of which flow out of separate channels of the burner. A disadvantage of such lying in the field of the burner ignition ignition is that it must be applied after completion of the ignition, so in normal operation of the burner, continue with a constant purge gas to the ingress of soot, dust or slag in the ignition and their deposition to safely prevent the ignition electrode.
In der Technik der Gaserzeugung ist weiter die Vergasung von staubförmigen Brennstoffen durch Partialoxydation bekannt. Beim Betrieb von Reaktoren für eine solche Vergasung von Kohlenstaub ist es zweckmäßig, zur Aufheizung des Reaktors, zur Einleitung der Partialoxydation des Kohlenstaubes und zur ständigen Aufrechterhaltung einer Pilotflamme zur Verbesserung der Stabilität der Kohlenstaubflamme einen Pilotbrenner zu installieren, der während des Startvorganges und während des Normalbetriebes der Anlage mit einer relativ kleinen Menge eines gasförmigen Brennstoffes fremder Herkunft oder ggf. eigener Erzeugung betrieben wird. Auch als Pilotbrenner für einen solchen Staubvergasungsreaktor kann der mit einer Zündkammer ausgerüstete selbstzündende Druckbrenner gemäß oben genannter Patentschrift eingesetzt werden. Es ist dann zusätzlich erforderlich, die in der Ebene der Brennermündung befindliche Zündkammer intensiv mittels Wasser zu kühlen, weil die Wärmebelastung aus dem Reaktionsraum durch die Feststoffstrahlung der Staubpartikel besonders hoch ist und weil zusätzlich ein korrosiver Angriff der Schlacke auf ungekühlte metallische Teile zu befürchten ist. Durch die Wasserkühlung vergrößert sich der Platzbedarf für die Zündkammer zusätzlich, was zu relativ großen Abmessungen des kompletten Pilotbrenners und zu erhöhtem Aufwand für die Fertigung führt. Ein weiterer Nachteil ist die relativ komplizierte konstruktive Gestaltung der Zündkammer mit der Zündelektrode in der Brennerachse und deren Raumbedarf.In the gas production technology, the gasification of dust-like fuels by partial oxidation is known. In the operation of reactors for such pulverization of coal dust, it is expedient to install a pilot burner for heating the reactor, for initiating the partial oxidation of the pulverized coal and for continuously maintaining a pilot flame to improve the stability of the pulverized coal flame, during the starting process and during normal operation the plant is operated with a relatively small amount of gaseous fuel of foreign origin or possibly own generation. Also as a pilot burner for such a dust gasification reactor equipped with an ignition chamber self-igniting pressure burner can be used according to the above-mentioned patent. It is then additionally necessary to cool the ignition chamber located in the plane of the burner mouth intensively by means of water, because the heat load from the reaction chamber is particularly high due to the solid radiation of the dust particles and because in addition a corrosive attack of the slag on uncooled metallic parts is to be feared. By water cooling, the space required for the ignition chamber increases in addition, which leads to relatively large dimensions of the entire pilot burner and increased effort for manufacturing. Another disadvantage is the relatively complicated structural design of the ignition chamber with the ignition electrode in the burner axis and their space requirements.
Ziel der Erfindung ist ein Brenner mit integrierter elektrischer Zündeinrichtung insbesondere für Druckreaktoren zur Erzeugung von CO- und H2-reichen Gasen durch Partialoxydation, der mit einem gasförmigen Brennstoff betrieben wird und dessen Zündeinrichtung konstruktiv und fertigungstechnisch einfach gelöst ist, mit geringem Platzbedarf auskommt, sowie ohne aufwendige Hilfsmittel vor Verschmutzung, Verschlackung und überhöhter Wärmebelastung geschützt ist. Ziel der Erfindung ist weiter ein Brenner, der bei entsprechender Ausgestaltung, aber ohne Veränderung des Konstruktions- und Funktionsprinzipes direkt für die Erzeugung CO- und H2-reicher Gase durch Partialoxydation von gas-bzw. dampfförmigen Kohlenwasserstoffen oder als Pilotbrenner in Reaktoren zur Partialoxydation von flüssigen bzw. staubförmigen Brennstoffen geeignet ist.The aim of the invention is a burner with integrated electric ignition device especially for pressure reactors for the production of CO- and H2-rich gases by partial oxidation, which is operated with a gaseous fuel and the ignition is simple in terms of design and manufacturing technology, requires little space, and without consuming aids against pollution, slagging and excessive heat load is protected. The aim of the invention is further a burner which, with appropriate design, but without changing the design and operation principle directly for the production of CO and H 2 -rich gases by partial oxidation of gas or. vaporous hydrocarbons or as a pilot burner in reactors for the partial oxidation of liquid or dust-like fuels is suitable.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Brenner mit integrierter elektrischer Zündeinrichtung für den Umsatz von gasförmigen Brennstoffen mit Sauerstoff, insbesondere für den Einsatz in Druckreaktoren zur Partialoxydation zu schaffen, der bei hoher Funktionssicherheit der Zündung ohne zusätzliche Wasserkühlung der Zündeinrichtung und ohne Spülung mit einem zusätzlichen Spülgas auskommt und der die Installation einer Flammenüberwachungseinrichtung innerhalb des Brenners zuläßt. Die Erfindung geht dabei von einem Brenner aus, der koaxial angeordnete Kanäle für Brenngas und für Sauerstoff aufweist, die nach einem Reaktionsraum hin offen sind, in dem die Flammenreaktion abläuft.It is an object of the invention to provide a burner with integrated electric ignition device for the conversion of gaseous fuels with oxygen, especially for use in pressure reactors for partial oxidation, the high reliability of the ignition without additional water cooling the ignition and without rinsing with an additional purge gas gets along and allows the installation of a flame monitoring device within the burner. The invention is based on a burner which has coaxially arranged channels for fuel gas and for oxygen, which are open towards a reaction space in which the flame reaction takes place.
Erfindungsgemäß ist in einem Brenngaskanal ein Zündrohr angeordnet, das gegenüber einer metallischen Wand desAccording to the invention, a firing tube is arranged in a fuel gas channel, which opposite a metallic wall of the
Brenngaskanals elektrisch isoliert ist, das mit der Hochspannungsseite einer elektrischen Hochspannungszündvorrichtung verbunden ist und das an seinem nach dem Reaktionsraum zugewandten, innerhalb des Brenngaskanals befindlichen Ende einen nach der metallischen Wand des Brenngaskanals gerichteten Elektrodenstift trägt, welcher mit dieser metallischen Wand eine Funkenstrecke bildet. Das genannte Zündrohr ist weiter über ein Absperrventil mit einer Sauerstoffquelle verbunden und weist in der Umgebung der Funkenstrecke Austrittsöffnungen für Sauerstoff auf.Fuel gas channel is electrically insulated, which is connected to the high voltage side of an electrical high voltage ignition device and facing at its located after the reaction chamber, located within the fuel gas channel end carries a directed towards the metallic wall of the fuel gas channel electrode pin which forms a spark gap with this metallic wall. The said ignition tube is further connected via a shut-off valve with an oxygen source and has in the vicinity of the spark gap outlet openings for oxygen.
Der Brenngaskanal des erfindungsgemäßen Brenners besteht aus einem zylindrischen Abschnitt, an den sich in Richtung Reaktionsraum ein Konfusor und eine zylindrische Brenngasaustrittsdüse verminderten Durchmessers anschließen. Der Brenngaskanal ist, getrennt durch die metallische Wand, von einem ringförmig ausgebildeten Kanal für Sauerstoff umgeben, und das Zündrohr ist exzentrisch so im Brenngaskanal angeordnet, daß sein reaktionsraumseitiges Ende mit dem Elektrodenstift in Strömungsrichtung gesehen vor der Brenngasaustrittsdüse angeordnet ist.The fuel gas channel of the burner according to the invention consists of a cylindrical section, followed by a Konfusor and a cylindrical fuel gas outlet nozzle of reduced diameter in the direction of the reaction space. The fuel gas channel is, separated by the metallic wall, surrounded by an annular channel for oxygen, and the ignition tube is arranged eccentrically in the fuel gas channel, that its reaction chamber side end is arranged with the electrode pin in the flow direction in front of the fuel gas exit nozzle.
Es ist vorteilhaft für die Erfindung, wenn der Abstand des Elektrodenstiftes von der Achse des Brenners größer als der Radius der Brenngasaustrittsdüse ist. In diesem Fall schützt nämlich die Wand der Brenngasaustrittsdüse den Elektrodenstift vor der intensiven thermischen Strahlung aus dem Reaktionsraum.It is advantageous for the invention if the distance of the electrode pin from the axis of the burner is greater than the radius of the fuel gas exit nozzle. In this case, namely the wall of the fuel gas outlet nozzle protects the electrode pin from the intense thermal radiation from the reaction space.
Es entspricht weiter der Erfindung, daß mindestens ein Teil der genannten Austrittsöffnungen im Zündrohr in Strömungsrichtung gesehen vor dem Elektrodenstift angeordnet und auf die genannte metallische Wand gerichtet ist.It is further the invention that at least a portion of said outlet openings in the ignition tube seen in the flow direction is arranged in front of the electrode pin and directed to said metallic wall.
Erfindungsgemäß ist zusätzlich das reaktionsraumseitige Ende des Zündrohres mit Austrittsöffnungen versehen, so daß ein Teil des Sauerstoffs in axialer Richtung aus dem Zündrohr austritt.According to the invention, the reaction chamber-side end of the ignition tube is additionally provided with outlet openings, so that a portion of the oxygen exits the ignition tube in the axial direction.
In an sich bekannter Weise können die Wände von Brenngaskanal und Sauerstoff kanal vor allem im Bereich der Mündung dieser Kanäle in den Reaktionsraum mit einer inneren Wasserkühlung versehen sein. Das gilt insbesondere für die oben genannte, den Brenngaskanal umhüllende metallische Wand. Auf diese Weise wird eine weitere Reduzierung der thermischen Belastung des Brennerwerkstoffes und Elektrodenstiftes sowie ein wirksamer Schutz der Kanalmündungen vor dem Abbrand durch Flammen- und Sauerstoffeinwirkung erreicht.In a conventional manner, the walls of the fuel gas channel and oxygen channel can be provided, especially in the region of the mouth of these channels in the reaction chamber with an internal water cooling. This applies in particular to the above-mentioned, the fuel gas channel enveloping metallic wall. In this way, a further reduction of the thermal load of the burner material and electrode pin and an effective protection of the channel mouths is achieved before burning by flame and oxygen.
Als besonderer Vorzug der exzentrischen Anordnung des Zündrohres erweist sich, daß die Achse des Brenners frei von Einbauten für die Zündeinrichtung bleibt. Es ist deshalb ein weiteres Merkmal der Erfindung, in der Achse des Brenngaskanals eine Beobachtungsvorrichtung beziehungsweise eine optische Einrichtung zur Überwachung der sich im Reaktionsraum ausbildenden Flamme anzuordnen, wobei das aus dem Brenngaskanal in den Reaktionsraum austretende Brenngas den optischen Einblick frei von Verschmutzungen aus dem Reaktionsraum hält und somit als Spülmedium genutzt wird.As a particular advantage of the eccentric arrangement of the ignition tube proves that the axis of the burner remains free of fittings for the ignition device. It is therefore a further feature of the invention to arrange an observation device or an optical device for monitoring the flame forming in the reaction space in the axis of the fuel gas channel, wherein the fuel gas emerging from the fuel gas channel into the reaction space keeps the optical sight free of contaminants from the reaction space and thus used as flushing medium.
Wird der erfindungsgemäße Brenner als Pilotbrenner für einen Reaktor zur Erzeugung von CO- und H2-reichen Gasen durch Partialoxydation eines flüssigen oder staubförmigen Brennstoffes eingesetzt, dann läßt sich ein solcher Pilotbrenner mit weiteren, in den Reaktionsraum mündenden Zuführungskanälen für flüssige oderstaubförmige Brennstoffe und für Sauerstoff beziehungsweise für einen freien Sauerstoff enthaltendes Vergasungsmittel in der Weise kombiniert, daß die Mündungen der weiteren Zuführungskanäle axialsymmetrisch verteilt den Pilotbrenner umgeben, wobei dieser die Achse für die Anordnung der weiteren Zuführungskanäle bildet. Auf diese Weise wird ein einheitliches, kompaktes Brenneraggregat erreicht, das alle Zuführungskanäle für Sauerstoff, flüssige beziehungsweise staubförmige Brennstoffe und den für die Aufrechterhaltung der Pilotflamme notwendigen gasförmigen Brennstoff sowie Zündeinrichtung und Flammenüberwachungseinrichtung in sich vereint.If the burner according to the invention is used as a pilot burner for a reactor for producing CO- and H 2 -rich gases by partial oxidation of a liquid or pulverulent fuel, then such a pilot burner can be equipped with further feed channels for liquid or dust-like fuels and for oxygen discharging into the reaction space or combined for a free-oxygen-containing gasification agent in such a way that the mouths of the further supply channels axially symmetrically distributed surround the pilot burner, which forms the axis for the arrangement of the further supply channels. In this way, a uniform, compact burner assembly is achieved, which combines all the supply channels for oxygen, liquid or dust-like fuels and necessary for the maintenance of the pilot flame gaseous fuel and ignition and flame monitoring device in it.
Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Brenners ist in den Figuren 1 und 2 dargestellt. Dabei zeigt Figur 1 eine schematische Darstellung des Brenners, Figur 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus Figur 1.An embodiment of the burner according to the invention is shown in Figures 1 and 2. 1 shows a schematic representation of the burner, Figure 2 shows an enlarged detail of Figure 1.
Der Brenner besteht aus dem zentralen Brenngaskanal 9 mit dem zylindrischen Abschnitt 1, dem sich daran anschließenden Konfusor 2 und der dem Konfusor 2 fortsetzenden Brenngasaustrittdüse 3. Exzentrisch zur Brennerachse ist innerhalb des Brenngaskanals 9 ein Zündrohr 4 kleinen Durchmessers angeordnet, das für die Zufuhr einer relativ sehr kleinen Zündsauerstoffmenge bestimmt ist. Der Zündsauerstoff tritt durch Austrittsöffnungen 5 in Form radialer Bohrungen, die nach der metallischen Wand 11 des Brenngaskanals 9 gerichtet sind und durch eine Austrittsöffnung 6 am Ende des Zündrohres 4 aus. Am Ende des Zündrohres 4, das etwa im Übergangsbereich von Konfusor 2 in Brenngasaustrittsdüse 3 angeordnet ist, ist weiter ein Elektrodenstift 7 angebracht, der nach der metallischen Wand 11 des Brenngaskanals 9 im Bereich des Konfusors 2 gerichtet ist und mit diesem eine Funkenstrecke 8 bildet. Das Zündrohr 4 ist durch den Isolator 12 elektrisch von der metallischen Wand 11 des Brenngaskanals 9 isoliert und mit der Hochspannungsseite einer elektrischen Hochspannungszündvorrichtung 13 leitend verbunden. Das Zündrohr4istweiterüber ein Absperrventil 14miteinerSauerstoffquelle 15verbunden. Um den BrenngaskanalThe burner consists of the central fuel gas channel 9 with the cylindrical portion 1, the adjoining Konfusor 2 and the Konfusor 2 continuing Brenngasaustrittdüse 3. Eccentrically to the burner axis within the fuel gas channel 9 a small diameter ignition tube 4 is arranged, which is for the supply of a relative very small amount of ignition oxygen is determined. The ignition oxygen passes through outlet openings 5 in the form of radial bores, which are directed towards the metallic wall 11 of the fuel gas channel 9 and through an outlet opening 6 at the end of the ignition tube 4. At the end of the ignition tube 4, which is arranged approximately in the transition region of Konfusor 2 in fuel gas outlet 3, an electrode pin 7 is further attached, which is directed to the metallic wall 11 of the fuel gas channel 9 in the region of the confuser 2 and forms a spark gap 8 with this. The ignition tube 4 is electrically isolated by the insulator 12 from the metallic wall 11 of the fuel gas channel 9 and connected to the high voltage side of a high voltage electrical ignition device 13. The ignition tube 4 is connected to an oxygen source 15 via a shut-off valve 14. To the fuel gas channel
9 ist der ringförmige Sauerstoffkanal 10 angeordnet. Die metallische Wand 11 des Brenngaskanals 9 und die den Sauerstoffkanal9, the annular oxygen channel 10 is arranged. The metallic wall 11 of the fuel gas channel 9 and the oxygen channel
10 umgebende Wand sind, in den Figuren nicht dargestellt, erforderlichenfalls mit einer inneren Wasserkühlung versehen. Der Brenner arbeitet folgendermaßen:10 surrounding wall, not shown in the figures, if necessary provided with an internal water cooling. The burner works as follows:
Bei Normaldruck im Reaktionsraum wird eine bestimmte Menge Sauerstoff oder Sauerstoff/Dampf-Gemisch über den Sauerstoffkanal 10 geleitet. Gleichzeitig strömt durch das Zündrohr 4 eine dosierte Menge Zündsauerstoff, der aus den Austrittsöffnungen 5 und 6 austritt. Durch Betätigung der Hochspannungszündvorrichtung 13 werden an der Funkenstrecke 8 Zündfunken ausgelöst. Gleichzeitig wird der Brenngaskanal 9 mit einer allmählich steigenden Brenngasmenge beaufschlagt, die lokale zündfähige Gemische mit dem aus den Öffnungen 5 und 6 strömenden Sauerstoff bildet. Das bei den Bohrungen 5 gebildete zündfähige Brenngas-Sauerstoff-Gemisch strömt teilweise zwangsläufig an der Funkenstrecke 8 vorbei und entzündet sich hier. Die dabei entstehende Flamme ist gleichzeitig das Zündinitial für das nach der Austrittsöffnung 6 am Ende des Zündrohres 4 entstehende Brenngas-Sauerstoff-Gemisch. Die durch die konfusorartige Einziehung des Brenngaskanals 9 vor der Brenngasaustrittsdüse 3 bewirkte Geschwindigkeitserhöhung des Brenngasstromes in Richtung zum Düsenaustritt, unterstützt durch die gleichzeitige Volumenvergrößerung durch die teilweise Vermischung des unverbrannten Brenngases mit den heißen Flammengasen des Zündinitials sowie das Druckgefälle zunrrReaktionsraum hin, ergeben einen raschen Austritt heißer Gase beziehungsweise von Teilen der Zündflamme aus der Brenngasaustrittsdüse 3, so daß das im Bereich der Brennermündung durch das aus der Brenngasaustrittsdüse 3 austretende Brenngas und den aus dem Sauerstoffkanal 10 austretenden Sauerstoff oder Sauerstoff/Dampf-Gemisch entstehende zündfähige Gemisch gezündet wird. Nach Abschaltung des Zündsauerstoffs und Mengenregulierung der Medien wird der Reaktorraum auf Druck gefahren. Die exzentrische Lage des den Zündsauerstoff führenden Zündrohres 4 einschließlich der Funkenstrecke 8 zur Brennerachse ergeben durch die konfusorartige Einziehung einen Schutz vor der Wärmestrahlung aus dem Reaktorraum, wobei gleichzeitig der ständig umgebende kalte Brenngasstrom als Kühlmedium wirksam ist.At atmospheric pressure in the reaction chamber a certain amount of oxygen or oxygen / steam mixture is passed through the oxygen channel 10. At the same time flows through the ignition tube 4 a metered amount of ignition oxygen, which exits the outlet openings 5 and 6. By actuation of the high-voltage ignition device 13 spark sparks are triggered at the spark gap. At the same time, the fuel gas channel 9 is subjected to a gradually increasing amount of fuel gas which forms local ignitable mixtures with the oxygen flowing out of the openings 5 and 6. The ignitable fuel gas-oxygen mixture formed in the bores 5 flows partly inevitably past the spark gap 8 and ignites here. The resulting flame is also the Zündinitial for the resulting after the outlet opening 6 at the end of the ignition tube 4 fuel gas-oxygen mixture. The speed increase of the fuel gas flow in the direction of the nozzle exit, caused by the confusion-like retraction of the fuel gas channel 9 in front of the fuel gas outlet nozzle 3, supported by the simultaneous increase in volume due to the partial mixing of the unburned fuel gas with the hot flame gases of the ignition element and the pressure gradient toward the reaction chamber, result in a rapid escape of hotter Gases or parts of the pilot flame from the fuel gas outlet nozzle 3, so that in the region of the burner mouth by the emerging from the fuel gas outlet 3 fuel gas and the emerging from the oxygen channel 10 oxygen or oxygen / steam mixture resulting ignitable mixture is ignited. After switching off the ignition oxygen and volume control of the media, the reactor space is moved to pressure. The eccentric position of the Zündsauerstoff leading ignition tube 4 including the spark gap 8 to the burner axis result from the confusion-like confiscation of heat radiation from the reactor chamber, at the same time the constantly surrounding cold fuel gas stream is effective as a cooling medium.
Gleichzeitig verhindert der Brenngasstrom das Eindringen von festen, verschmutzenden Teilchen aus dem Reaktorraum in die Brenngasaustrittsdüse 3.At the same time, the fuel gas stream prevents the penetration of solid, polluting particles from the reactor space into the fuel gas exit nozzle 3.
Der beschriebene Brenner ist als Pilotbrenner für einen Reaktor zur Partialoxydation von Kohlenstaub eingesetzt. Dazu ist der Pilotbrenner axialsymmetrisch zu seiner Achse von weiteren Zuführungskanälen 16,17 für Kohlenstaub beziehungsweise ein Sauerstoff/Dampf-Gemisch als Vergasungmittel umgeben. Weiter ist in der Achse des Brenngaskanals 9 eine Flammenüberwachungseinrichtung 18 angeordnet. So entsteht ein einheitliches, kompaktes Brenneraggregat.The burner described is used as a pilot burner for a reactor for the partial oxidation of coal dust. For this purpose, the pilot burner is axially symmetrical about its axis surrounded by further supply channels 16,17 for coal dust or an oxygen / steam mixture as a gasification agent. Further, in the axis of the fuel gas channel 9, a flame monitoring device 18 is arranged. This creates a uniform, compact burner unit.
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| DD28128685A DD241457A1 (en) | 1985-10-02 | 1985-10-02 | BURNER WITH TORQUE DEVICE FOR GASOUS FUELS AND OXYGEN |
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Publications (1)
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| DD241457A1 true DD241457A1 (en) | 1986-12-10 |
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| DD28128685A DD241457A1 (en) | 1985-10-02 | 1985-10-02 | BURNER WITH TORQUE DEVICE FOR GASOUS FUELS AND OXYGEN |
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| DD (1) | DD241457A1 (en) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1985
- 1985-10-02 DD DD28128685A patent/DD241457A1/en unknown
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RNU | Legal successor of the former company | ||
| RPI | Change in the person, name or address of the patentee (searches according to art. 11 and 12 extension act) | ||
| RPI | Change in the person, name or address of the patentee (searches according to art. 11 and 12 extension act) | ||
| RPV | Change in the person, the name or the address of the representative (searches according to art. 11 and 12 extension act) | ||
| RPI | Change in the person, name or address of the patentee (searches according to art. 11 and 12 extension act) |
Owner name: FUTURE ENERGY GMBH, 09599 FREIBERG, DE |