DD261286A3

DD261286A3 - Verfahren zur herstellung granulierter pyrotechnischer saetze

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Publication number: DD261286A3
Authority: DD
Publication date: 1988-10-26

Abstract

Die Erfindung gehoert zu den Brennereinrichtungen und kann in der Chemieindustrie bzw. der Gasindustrie bei der Dampf-Sauerstoff-Konvertierung von Erdgas eingesetzt werden. Ziel der Erfindung ist die Erhoehung der Zuverlaessigkeit der Betriebsweise des Gasbrenners. Die Moeglichkeit des Abbrandes der Brennermuendung durch Reaktion mit technischem Sauerstoff unter allen Betriebsbedingungen ist auszuschliessen. Erfindungsgemaess wird der aeussere Kuehlmantel (3) konstruktiv so gestaltet, dass er durch einen gekuehlten Boden (16) abgeschlossen ist, der mit dem Boden (5) einen Spalt bildet. Die Rohre (10) sind mit ihren Enden im gekuehlten Boden (16) und die Rohrstuecke (15) im Boden (5) befestigt. Im Boden (5) und gekuehltem Boden (16) sind durchgehende Austrittsrohre (17) fuer Sauerstoff eingelassen. Die zwischen Rohren (10) und den Rohrstuecken (15) bestehenden Spalte sind mit dem Spalt zwischen dem Boden (5) und dem gekuehlten Mantel (16) kommunizierend verbunden. Der Boden (5) und gekuehlte Boden (16) koennen gewoelbt ausgefuehrt sein. Fig. 1

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die vorgeschlagene Erfindung gehört zu den Brennereinrichtungen, insbesondere für die autotherme Umwandlung von gasförmigen Kohlenwasserstoffen in CO- und H₂-haltige Gase, und kann in der Chemieindustrie und in der Gasindustrie verwendet werden, wiez. B. bei der Dampf-Sauerstoff-Konvertierung von Erdgas.

In DD-WP 146765 ist ein Mehrdüsenbrenner zur partiellen Oxydation fließfähiger Brennstoffe beschrieben. Der Mehrdüsenbrenner besteht aus einem zylindrischen Mantel, einem wassergekühlten Mantel sowie entsprechenden Zu- und Abführungseinrichtungen für alle Medien. Die Brennstoffzuführung erfolgt über ein Zentralrohr, das sich an seinem Ende rohrförmig erweitert und auf einem Rohrboden aufsitzt. Vom Rohrboden führen rohrförmige Bauteile, an deren Ende Düsen angeordnet sind, in die ringförmigen Düsen für den Austritt des Sauerstoffes bzw. des sauerstoffhaltigen Gases. Innerhalb der Düsen sind spindelförmige Leiteinrichtungen angeordnet. Beim Betrieb des Brenners werden die Stirnseiten der Düsen stark durch die Strahlung aus dem Feuerraum erhitzt, da sie durch den Erdgas- und Sauerstoff strom nurschwach gekühlt werden. Das kann zum Brand des metallischen Werkstoffes mit Sauerstoff führen.

Nach DD-WP 214912 ist ein Gasbrenner bekannt, der aus einem wassergekühlten Gehäuse mit einem Stutzen für die Zuführung des Gases und einem Verteilungsgitter sowie einem Zentralrohr für die Zuführung des Sauerstoffes mit einem Kollektor, der mit einem Rohrboden auf der Stirnseite mit darin befestigten Rohren versehen ist, die durch das Verteilungsgitter hindurchgeführt sind, besteht.

Im Ringraum zwischen den Wänden des Gehäuses und dem Zentralrohr ist ein zylindrischer Rohrschuß für die Zuführung von Dampf mit einem Kollektor eingebaut, der mit einem Rohrboden an der Stirnseite mit darin befestigten Rohren ausgerüstet ist, die ebenfalls durch das Verteilungsgitter hindurchgeführt sind. Der Kollektor des Zentralrohres liegt innerhalb des Kollektors des Rohrschusses. Die Rohre des Kollektors des Zentralrohres sind in die Rohre des Kollektors des Rohrschusses eingeführt. Das Verteilungsgitter des Gehäuses ist innerhalb des Gehäuses angeordnet. Es kann entweder in Form einer Scheibe mit einem System von Öffnungen oder in Form eines Ringes mit halbrunden Ausschnitten an der inneren Kante des Ringes ausgeführt sein.

Der bekannte Gasbrenner hat eine sehr geringe Zuverlässigkeit. Durch den Kontakt mit dem Wasserdampf, der aus wirtschaftlichen Gründen eine hohe Temperatur (350 bis 400⁰C) aufweisen soll, und durch Wärmestrahlung aus dem Reaktionsraum werden die Mündungen der Sauerstoff führenden Rohre soweit überhitzt, daß starke Verzunderungen eintreten und die Gefahr eines Metallbrandes durch Einwirkung des technischen Sauerstoffes besteht.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung ist die Erhöhung der Zuverlässigkeit in der Betriebsweise des Brenners.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist, die Möglichkeit des Abbrandes der Brennermündung durch Reaktion mit technischem Sauerstoff unter allen Betriebsbedingungen auszuschließen.

Erfindungsgemäß besteht der Gasbrenner aus einem Gehäuse mit einem Boden und einem das Gehäuse umgebenden Kühlmantel sowie einem Zentralrohr mit einem Kollektor, der an seiner Stirnseite einen Rohrboden mit einer Anzahl Rohre

aufweist. Ein Rohrschuß ist im Ringraum zwischen Gehäuse und Zentralrohr angeordnet, der mit einem weiteren Kollektor mit Rohrboden verbunden ist, in dem Rohrstücke so angeordnet sind, daß diese die genannten Rohre umhüllen.

Der äußere Kühlmantel ist durch einen gekühlten Boden abgeschlossen, der im Abstand vom Boden angeordnet und mit diesem einen Spalt bildet.

Die Rohre sind mit ihren Enden unmittelbar im gekühlten Boden und die Rohrstücke mit ihren Enden im Boden befestigt.

Durch den gekühlten Boden und den Boden sind durchgehende Austrittsrohre für Sauerstoff eingelassen. Die zwischen den Rohren und den Rohrstücken bestehenden Spalten kommunizieren mit dem Spalt zwischen dem Boden und dem gekühlten Boden. Die Austrittsrohre für Sauerstoff sind jeweils auf einem Kreisring um die Austrittsabschnitte der Rohre angeordnet. Der Boden und der gekühlte Boden können gewölbt ausgeführt sein, wobei dann die Achsen der Austrittsrohre für Sauerstoff und der Rohre in ihren Austrittsabschnitten zur Brennerachse geneigt ausgerichtet sind.

Ausführungsbeispiel

In Figur 1 und 2 sind Zeichnungen der Gasbrenner in 2 Varianten dargestellt.

Figur 1: Längsschnitt eines Brenners mit ebenem Boden und Kühlmantel des Bodens Figur 2: Längsschnitt eines Brenners mit gewölbtem Boden und gekühltem Mantel des Bodens

Der Brenner nach Figur 1 besteht aus einem Gehäuse 1 mit einem Stutzen 2 für die Zufuhr von Sauerstoff und einem Boden (5), das von einem äußeren Kühlmantel (3) mit einem Wasseraustrittsstutzen (4) umgeben ist. Der äußere Kühlmantel (3) wird durch einen gekühlten Boden (16) abgeschlossen, der in einem Abstand von dem Boden (5) angeordnet ist. Innerhalb des Gehäuses sind ein Zentralrohr (6) mit einem Erdgaszuführungsstutzen (7) und einem Kollektor (8), der an der Stirnseite einen Rohrboden

(9) mit den Rohren (10) hat, sowie ein das Zentralrohr (6) umhüllender Rohrschuß (11) mit einem Stutzen (12) für Wasser und einem weiteren Kollektor (13) untergebracht, welcher an der Stirnseite einen weiteren Rohrboden (14) mit den Rohrstücken (15)" aufweist.

Durch den Boden (5) und den gekühlten Boden (16) sind durchgehende Austrittsrohre (17) für Sauerstoff eingelassen, durch die der Sauerstoff dem Reaktionsraum zugeführt wird. Die Rohre (10) sind mit ihren Enden unmittelbar im gekühlten Boden (16) befestigt, während die Rohrstücke (15) mit ihren Enden unmittelbar am Boden (5) befestigt sind und die Rohre (10) umhüllen. Die Ringspalte zwischen den Rohren (10) und den umhüllenden Rohrstücken (15) kommunizieren mit dem Spalt zwischen dem Boden (5) und dem gekühlten Boden (16). Bei dem Brennernach Figur 2 sind der Boden (5) und der gekühlte Boden (16) gewölbt ausgeführt. Die Achsen der Austrittsrohre (17) für Sauerstoff und der Rohre (10) sind in ihrem Austrittsabschηitt zur Brennerachse geneigt ausgerichtet.

Der Brenner nach Figur 1 wird wie folgt betrieben:

Über den Erdgaszuführungsstutzen (7) wird in das Zentralrohr (6) Erdgas eingeführt, das weiter in den Kollektor (8) zum Rohrboden (9) gelangt. Weiterhin verteilt sich das Erdgas auf die Rohre (10) und tritt in den Reaktionsraum aus.

Der Sauerstoff wird über den Stutzen für Zuführung von Sauerstoff (2) in den Ringraum zwischen dem Gehäuse (1) und dem Rohrschuß (11) geführt, der Sauerstoff fließt außen um den Kollektor (13) herum, tritt in den Raum zwischen dem weiteren Rohrboden (14) und dem Boden (5) ein und verteilt sich auf die Austrittsrohre für Sauerstoff (17), durch die er in den Reaktionsraum strömt.

Über den Stutzen (12) wird Kühlwasser in den Ringraum zwischen dem Zentralrohr (6) und dem Rohrschuß (11) eingeführt. Es umspült den Kollektor (8) und gelangt in den Kollektor (13) zum Rohrboden (14).

Das Kühlwasser gelangt in den Ringraum zwischen den Rohren (10) und den Rohrstücken (15). Anschließend durchläuft es den stirnseitigen Spalt zwischen dem Boden (5) und dem gekühlten Boden (16), wobei es sowohl Austrittsrohre für Sauerstoff (17) als auch die Enden der Rohre (10) umspült.

Daraufhin tritt das Kühlwasser in den Ringraum zwischen dem Gehäuse (1) und seinem äußeren Kühlmantel (3) ein und wird über den Wasseraustrittsstutzen (4) abgeführt.

Die Besonderheit der Funktion des Gasbrenners entsprechend Figur 2 besteht in folgendem:

Der Sauerstoff, der über die Austrittsrohre (17) geleitet wird, und das Erdgas, das über die Rohre (10) zugeführt wird, strömen als zur Brennerachse geneigte Einzelstrahlen aus.

Der vorgeschlagene Gasbrenner verfügt über folgende Vorteile:

1. Durch die erfindungsgemäße konstruktive Lösung der Kühlung wird eine hohe Betriebszuverlässigkeit des Brenners erreicht, da sowohl die Rohre (10), in denen das Erdgas zugeführt wird, als auch die Austrittsrohre für Sauerstoff (17) zuverlässig durch das Wasser gekühlt werden und eine Überhitzung dieser Teile bei beliebigen möglichen Betriebsregimen des Gasbrenners praktisch ausgeschlossen ist.

2. Durch die gewölbte Ausführung des Bodens (5) und des gekühlten Bodens (16) und dadurch, daß die Achsen der Austrittsrohre (17) für Sauerstoff und der Rohre (10) in ihren Austrittsabschnitten zur Brennerachse geneigt ausgerichtet sind, wird eine zusätzliche Erhöhung der Zuverlässigkeit erreicht, da die Kompensation der Wärmebelastung im Metall des gekühlten Mantels, die infolge der Wirkung der Wärmeströme der Brennerflamme entstehen, durch eine gewölbte Oberfläche besser als durch eine ebene Oberfläche erreicht wird.

Außerdem wird zusätzlich die Wirtschaftlichkeit des Brenners erhöht, da die Vermischung der Strahlen des Sauerstoffes und des Erdgases durch deren erfindungsgemäße Ausrichtung intensiver erfolgt, was eine vollständigere Reaktion des Sauerstoffes mit dem Erdgas bewirkt.

Claims

1. Gasbrenner bestehend aus einem Gehäuse mit einem Boden und das Gehäuse umgebenden Kühlmantel, einem Zentralrohr mit einem Kollektor, der an seiner Stirnseite einen Rohrboden mit einer Anzahl Rohre aufweist, und einem Rohrschuß, der im Ringraum zwischen Gehäuse und Zentralrohr angeordnet ist und mit einem weiteren Kollektor mit Rohrboden verbunden ist, in dem Rohrstücke so angeordnet sind, daß diese die genannten Rohre umhüllen, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Kühlmantel (3) durch einen gekühlten Boden (16) abgeschlossen ist, der in einem Abstand vom Boden (5) angeordnet ist und mit diesem einen Spalt bildet, die Rohre (10) mit ihren Enden unmittelbar im gekühlten Boden (16) und die Rohrstücke (15) mit ihren Enden im Boden (5) befestigt sind, in dem Boden (5) und dem gekühlten Boden (16) durchgehende Austrittsrohre (17) für Sauerstoff eingelassen sind und die zwischen den Rohren (10) und den Rohrstücken (15) bestehenden Spalte mit dem Spalt zwischen dem Boden (5) und dem gekühlten Mantel (16) kommunizieren.

2. Gasbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsrohre (17) für Sauerstoff jeweils auf einem Kreisring um die Austrittsabschnitte der Rohre (10) angeordnet sind.

3. Gasbrenner nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (5) und der gekühlte Boden (16) gewölbt ausgeführt sind und daß die Achsen der Austrittsrohre (17) für Sauerstoff und der Rohre (10) in ihren Austrittsabschnitten zur Brennerachse geneigt ausgerichtet sind.

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen