DE102014210402A1 - Pump-free metal atomization and combustion by means of vacuum generation and suitable material flow control - Google Patents
Pump-free metal atomization and combustion by means of vacuum generation and suitable material flow control Download PDFInfo
- Publication number
- DE102014210402A1 DE102014210402A1 DE102014210402.5A DE102014210402A DE102014210402A1 DE 102014210402 A1 DE102014210402 A1 DE 102014210402A1 DE 102014210402 A DE102014210402 A DE 102014210402A DE 102014210402 A1 DE102014210402 A1 DE 102014210402A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- nozzle
- electropositive metal
- carrier gas
- container
- metal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 194
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 193
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 title abstract description 29
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title abstract description 27
- 239000000463 material Substances 0.000 title description 10
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 claims abstract description 105
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 claims abstract description 34
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 25
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 23
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 18
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 10
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 9
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 claims description 7
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 claims description 6
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims description 3
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 31
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 26
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 16
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 12
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 11
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 9
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 8
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 7
- GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N Nitrous Oxide Chemical compound [O-][N+]#N GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- -1 alkyl lithium compounds Chemical class 0.000 description 5
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 4
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 4
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 4
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 3
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 3
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000001272 nitrous oxide Substances 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 2
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- TXLQIRALKZAWHN-UHFFFAOYSA-N dilithium carbanide Chemical compound [Li+].[Li+].[CH3-].[CH3-] TXLQIRALKZAWHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 2
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 2
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 2
- 239000003380 propellant Substances 0.000 description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 description 2
- BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N (2r,3r,4s,5r)-2-[6-[[2-(3,5-dimethoxyphenyl)-2-(2-methylphenyl)ethyl]amino]purin-9-yl]-5-(hydroxymethyl)oxolane-3,4-diol Chemical compound COC1=CC(OC)=CC(C(CNC=2C=3N=CN(C=3N=CN=2)[C@H]2[C@@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)C=2C(=CC=CC=2)C)=C1 BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N 0.000 description 1
- NLOAOXIUYAGBGO-UHFFFAOYSA-N C.[O] Chemical compound C.[O] NLOAOXIUYAGBGO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002089 NOx Inorganic materials 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OLBVUFHMDRJKTK-UHFFFAOYSA-N [N].[O] Chemical compound [N].[O] OLBVUFHMDRJKTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 1
- 150000001350 alkyl halides Chemical class 0.000 description 1
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 description 1
- UBAZGMLMVVQSCD-UHFFFAOYSA-N carbon dioxide;molecular oxygen Chemical compound O=O.O=C=O UBAZGMLMVVQSCD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- VNNRSPGTAMTISX-UHFFFAOYSA-N chromium nickel Chemical compound [Cr].[Ni] VNNRSPGTAMTISX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 description 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L lithium carbonate Chemical compound [Li+].[Li+].[O-]C([O-])=O XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052808 lithium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- IDBFBDSKYCUNPW-UHFFFAOYSA-N lithium nitride Chemical compound [Li]N([Li])[Li] IDBFBDSKYCUNPW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FUJCRWPEOMXPAD-UHFFFAOYSA-N lithium oxide Chemical compound [Li+].[Li+].[O-2] FUJCRWPEOMXPAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001947 lithium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 229910052987 metal hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004681 metal hydrides Chemical class 0.000 description 1
- 229910021404 metallic carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N nitrogen dioxide Inorganic materials O=[N]=O JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 1
- 229910052701 rubidium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23B—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING ONLY SOLID FUEL
- F23B99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C99/00—Subject-matter not provided for in other groups of this subclass
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23B—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING ONLY SOLID FUEL
- F23B90/00—Combustion methods not related to a particular type of apparatus
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
- F23D14/46—Details, e.g. noise reduction means
- F23D14/48—Nozzles
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23B—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING ONLY SOLID FUEL
- F23B2900/00—Special features of, or arrangements for combustion apparatus using solid fuels; Combustion processes therefor
- F23B2900/00003—Combustion devices specially adapted for burning metal fuels, e.g. Al or Mg
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)
Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbrennung eines elektropositiven Metalls mit einem Brenngas, wobei das elektropositive Metall als Flüssigkeit oder als Pulver mit Partikeln mit einer Partikelgröße von weniger als 100 µm aus einem Behälter durch Verdüsung eines Trägergases in einer sich in Strömungsrichtung des Trägergases im Querschnitt zunächst verjüngenden ersten Düse aus dem Behälter in die erste Düse gesaugt, aus dieser verdüst und mit dem Brenngas verbrannt wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The present invention relates to a method for combustion of an electropositive metal with a fuel gas, wherein the electropositive metal as a liquid or as a powder with particles having a particle size of less than 100 microns from a container by atomization of a carrier gas in a flow direction of the carrier gas in cross section first tapered first nozzle sucked from the container into the first nozzle, atomized from this and burned with the fuel gas, and a device for carrying out the method.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbrennung eines elektropositiven Metalls mit einem Brenngas, wobei das elektropositive Metall als Flüssigkeit oder als Pulver mit Partikeln mit einer Partikelgröße von weniger als 100 µm aus einem Behälter durch Verdüsung eines Trägergases in einer sich in Strömungsrichtung des Trägergases im Querschnitt zunächst verjüngenden ersten Düse aus dem Behälter in die erste Düse gesaugt, aus dieser verdüst und mit dem Brenngas verbrannt wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. The present invention relates to a method for combustion of an electropositive metal with a fuel gas, wherein the electropositive metal as a liquid or as a powder with particles having a particle size of less than 100 microns from a container by atomization of a carrier gas in a flow direction of the carrier gas in cross section first tapered first nozzle sucked from the container into the first nozzle, atomized from this and burned with the fuel gas, and a device for carrying out the method.
Fossile Brennstoffe liefern jährlich zehntausende Terawattstunden an elektrischer thermischer und mechanischer Energie. Das Endprodukt der Verbrennung, Kohlendioxid (C02), wird hierbei zunehmend zu einem Umwelt- und Klimaproblem. Fossil fuels deliver tens of thousands of terawatt hours of electrical thermal and mechanical energy every year. The end product of combustion, carbon dioxide (C02), is increasingly becoming an environmental and climate problem.
In der
In der Literatur sind prinzipielle Untersuchungen zur Reaktion von flüssigem Lithium mit verschiedenen Gasen und Gasgemischen bekannt (
Damit die Verbrennungsvorgänge zur Bereitstellung thermischer Energie für die Stromproduktion eingesetzt werden können, sollte das Lithium, ähnlich wie bei Kohle- oder Erdölbrennern als Pulver oder Spray mit großer Oberfläche in das Oxidationsmittel zur Aufrechterhaltung eines ausreichenden Energieflusses eingebracht werden. In order for the combustion processes to be used to provide thermal energy for power production, the lithium, as with coal or petroleum burners, should be introduced into the oxidizer as a high surface area powder or spray to maintain a sufficient flow of energy.
Ein Verfahren zur Herstellung von Lithiumpartikeln ist in der
In der
In der
Für den Einsatz von Lithium als Energiespeicher in einem Kraftwerksprozess zur Umwandlung der gespeicherten chemischen Energie in thermischer Energie und anschließende Verstromung ist die Möglichkeit einer kontinuierlichen Zufuhr und Verdüsung des Lithiums in einen Brennerraum Voraussetzung. Aufgrund der notwendigen hohen Temperaturen bei einer Verflüssigung elektropositiver Metalle und der Medienaggressivität von beispielsweise Lithium und Natrium können sich Probleme bei der Verwendung herkömmlicher Pumpen und Flussregler ergeben. For the use of lithium as energy storage in a power plant process for converting the stored chemical energy into thermal energy and subsequent power generation, the possibility of a continuous supply and atomization of lithium in a burner space is a prerequisite. The high temperatures required to liquefy electropositive metals and the media aggressiveness of lithium and sodium, for example, can lead to problems with the use of conventional pumps and flow controllers.
Zur Verdüsung und Verbrennung von elektropositiven Metallen wie Lithium, Natrium, Kalium, Magnesium, Calcium, Barium, Aluminium und Zink ist grundsätzlich der folgende Aufbau vorteilhaft. Das zu verdüsende Material wird mittels einer Pumpe aus einem Behälter durch eine Düse gefördert und gegebenenfalls gezündet, je nach Materialselbstentzündlichkeit. Der Druck durch die Düse und die Fördermenge können dabei über einen der Düse vorgestellten Regler eingestellt werden. Bei der Verdüsung von aggressiven Medien, insbesondere von Alkalimetallen, aber auch anderen elektropositiven Metallen, ist ein solcher Aufbau allerdings problematisch, da das Metall durch die Pumpe und den Regler fließt und dabei mit bauartbedingt nicht medienbeständigen Teilen in Kontakt kommt. Außerdem werden elektropositive Metalle zur Förderung bzw. Verdüsung und Verbrennung bevorzugt verflüssigt bzw. erhitzt und haben daher eine Temperatur von bis zu mehreren hundert °C, was beispielsweise elektromagnetische Pumpen bewerkstelligen können, wobei hier jedoch Probleme mit dem Druck auftauchen können. Für solch hohe Temperaturen sind aber viele Pumpen und Regler nicht ausgelegt. Zudem kann es zu Ablagerungen von elektropositivem Metall in den Pumpen und/oder Reglern, Förderbändern, etc. kommen, die nicht auf einfache Weise entfernt werden können. Um den Kontakt der elektropositiven Metalle mit Pumpen und/oder Reglern, etc. zu vermeiden, ist somit ein Verfahren erforderlich, dass eine Verdüsung und Verbrennung von elektropositiven Metallen ohne direkten Kontakt mit Pumpen und/oder Reglern erlaubt. For atomization and combustion of electropositive metals such as lithium, sodium, potassium, magnesium, calcium, barium, aluminum and zinc, the following structure is generally advantageous. The material to be atomized is conveyed by means of a pump from a container through a nozzle and optionally ignited, depending on the material self-ignition. The pressure through the nozzle and the flow rate can be adjusted via a regulator presented to the nozzle. In the atomization of aggressive media, in particular of alkali metals, but also other electropositive metals, such a structure is problematic, however, since the metal flows through the pump and the controller and comes with design not medialbeständigen parts in contact. In addition, electropositive metals for promotion or atomization and combustion are preferably liquefied or heated and therefore have a temperature of up to several hundred ° C, which can accomplish, for example, electromagnetic pumps, but problems with the pressure can occur here. For such high temperatures but many pumps and controllers are not designed. In addition, deposits of electropositive metal may occur in the pumps and / or regulators, conveyor belts, etc., which are not easily removed. In order to avoid contact of the electropositive metals with pumps and / or regulators, etc., a method is thus required that atomization and Combustion of electropositive metals without direct contact with pumps and / or regulators allowed.
Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, die es ermöglichen, elektropositive Metalle wie Lithium in einem kontinuierlichen Verfahren ohne direkten Medienkontakt mit Pumpen und/oder Flussreglern zu verdüsen. It is thus an object of the present invention to provide a method and an apparatus which make it possible to atomize electropositive metals such as lithium in a continuous process without direct media contact with pumps and / or flow regulators.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, die es ermöglichen, elektropositive Metalle wie Lithium in einem kontinuierlichen Verfahren zu verbrennen, ohne dass eine Fördervorrichtung wie eine Pumpe, ein Extruder oder eine andere Fördereinheit nötig ist. It is a further object of the present invention to provide a method and apparatus that enable electropositive metals such as lithium to be burned in a continuous process without the need for a conveyor such as a pump, extruder or other conveyor unit.
Zudem ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, in dem eine effiziente Förderung und Vermischung eines elektropositiven Metalls mit einem Brenngas erzielt werden können. In addition, it is an object of the present invention to provide a method and apparatus in which efficient delivery and mixing of an electropositive metal with a fuel gas can be achieved.
Es wurde nunmehr herausgefunden, dass es möglich ist, durch Verwendung einer sich verjüngenden Düse in einem Trägergasstrom, an die eine Zuführung für ein elektropositives Metall angebracht ist, das elektropositive Metall durch die Saugwirkung der Düse in den Trägergasstrom einzubringen und darin zu verdüsen, ohne dass es einer Fördereinrichtung wie einer Pumpe bedarf. Zudem wird erfindungsgemäß durch eine gezielte Verdüsung, ggf. Zündung, und möglichst vollständige Verbrennung in einem kontinuierlichen kraftwerksrelevanten Verbrennungsprozess die Umwandlung der im elektropositiven Metall gespeicherten chemischen Energie in thermische Energie ermöglicht. It has now been found that by using a tapered nozzle in a carrier gas stream to which an electropositive metal feed is attached, it is possible to introduce and atomize the electropositive metal into the carrier gas stream by the suction of the nozzle without it requires a conveyor such as a pump. In addition, according to the invention, the conversion of the chemical energy stored in the electropositive metal into thermal energy is made possible by targeted atomization, possibly ignition, and as complete as possible combustion in a continuous power plant-relevant combustion process.
Gemäß einem Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Verbrennung eines elektropositiven Metalls, welches ausgewählt ist aus Alkali-, Erdalkalimetallen, Aluminium und Zink und/oder Legierungen und/oder Gemischen derselben, mit einem Brenngas,
wobei das elektropositive Metall als Flüssigkeit oder als Pulver mit Partikeln mit einer Partikelgröße von weniger als 100 µm aus einem Behälter durch Verdüsung eines Trägergases in einer sich in Strömungsrichtung des Trägergases im Querschnitt zunächst verjüngenden ersten Düse aus dem Behälter in die erste Düse gesaugt, aus dieser verdüst und mit dem Brenngas verbrannt wird. According to one aspect, the present invention relates to a process for the combustion of an electropositive metal, which is selected from alkali metals, alkaline earth metals, aluminum and zinc and / or alloys and / or mixtures thereof, with a fuel gas,
wherein the electropositive metal as a liquid or as a powder with particles having a particle size of less than 100 microns from a container by atomizing a carrier gas in a flow direction of the carrier gas in the first cross-sectionally tapered first nozzle from the container into the first nozzle sucked, from this atomized and burned with the fuel gas.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Verbrennen eines elektropositiven Metalls, welches ausgewählt ist aus Alkali-, Erdalkalimetallen, Aluminium und Zink und/oder Legierungen und/oder Gemischen derselben, mit einem Brenngas, umfassend
eine sich im Querschnitt zunächst verjüngende erste Düse, zu welcher ein Trägergas zugeführt wird und die dazu ausgebildet ist, das elektropositive Metall mit dem Trägergas zu verdüsen,
eine erste Zuführeinrichtung für Trägergas zur ersten Düse, die dazu ausgebildet ist, das Trägergas zur ersten Düse zuzuführen,
einen Behälter, der dazu ausgebildet ist, das elektropositive Metall als Flüssigkeit oder als Pulver mit Partikeln mit einer Partikelgröße von weniger als 100 µm bereitzustellen,
eine zweite Zuführeinrichtung für elektropositives Metall zur ersten Düse, die dazu ausgebildet ist, das elektropositive Metall aus dem Behälter zur ersten Düse zu leiten, und
einen Brenner, der dazu ausgebildet ist, das elektropositive Metall mit dem Brenngas zu verbrennen. According to a further aspect, the present invention relates to an apparatus for burning an electropositive metal which is selected from alkali, alkaline earth metals, aluminum and zinc and / or alloys and / or mixtures thereof, with a fuel gas comprising
a first nozzle tapering in cross-section, to which a carrier gas is supplied and which is designed to atomize the electropositive metal with the carrier gas,
a first supply means for carrier gas to the first nozzle, which is adapted to supply the carrier gas to the first nozzle,
a container adapted to provide the electropositive metal as a liquid or as a powder with particles having a particle size of less than 100 μm,
a second electro-positive metal feeder to the first nozzle configured to guide the electropositive metal from the container to the first nozzle, and
a burner adapted to burn the electropositive metal with the fuel gas.
Weitere Aspekte der vorliegenden Erfindung sind den abhängigen Ansprüchen und der detaillierten Beschreibung sowie den Zeichnungen zu entnehmen. Further aspects of the present invention can be found in the dependent claims, the detailed description and the drawings.
Die beiliegenden Zeichnungen sollen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung veranschaulichen und ein weiteres Verständnis dieser vermitteln. Im Zusammenhang mit der Beschreibung dienen sie der Erklärung von Konzepten und Prinzipien der Erfindung. Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander dargestellt. Gleiche, funktionsgleiche und gleich wirkende Elemente, Merkmale und Komponenten sind in den Figuren der Zeichnungen, sofern nichts anderes ausgeführt ist, jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen. The accompanying drawings are intended to illustrate embodiments of the present invention and to provide a further understanding thereof. In the context of the description, they serve to explain concepts and principles of the invention. Other embodiments and many of the stated advantages will become apparent with reference to the drawings. The elements of the drawings are not necessarily to scale. Identical, functionally identical and identically acting elements, features and components are in the figures of the drawings, unless otherwise stated, each provided with the same reference numerals.
Die vorliegende Erfindung betrifft in einem ersten Aspekt ein Verfahren zur Verbrennung eines elektropositiven Metalls, welches ausgewählt ist aus Alkali-, Erdalkalimetallen, Aluminium und Zink und/oder Legierungen und/oder Gemischen derselben, mit einem Brenngas,
wobei das elektropositive Metall als Flüssigkeit oder als Pulver mit Partikeln mit einer Partikelgröße von weniger als 100 µm aus einem Behälter durch Verdüsung eines Trägergases in einer sich in Strömungsrichtung des Trägergases im Querschnitt zunächst verjüngenden ersten Düse aus dem Behälter in die erste Düse gesaugt, aus dieser verdüst und mit dem Brenngas verbrannt wird. The present invention relates in a first aspect to a process for the combustion of an electropositive metal, which is selected from alkali, alkaline earth metals, aluminum and zinc and / or alloys and / or mixtures thereof, with a fuel gas,
wherein the electropositive metal as a liquid or as a powder with particles having a particle size of less than 100 microns from a container by atomizing a carrier gas in a flow direction of the carrier gas in the first cross-sectionally tapered first nozzle from the container into the first nozzle sucked, from this atomized and burned with the fuel gas.
Die Verdüsung kann hierbei derart erfolgen, dass eine Vermischung des Trägergases und des elektropositiven Metalls in der ersten Düse erfolgt als Innenmischung oder erst nach der ersten Düse als Außenmischung, wobei hierbei die erste Düse auch nur aus dem sich verjüngenden Abschnitt bestehen kann. The atomization can in this case be such that a mixing of the carrier gas and the electropositive metal in the first nozzle takes place as an internal mixture or only after the first nozzle as an external mixture, in which case the first nozzle can only consist of the tapered section.
Das elektropositive Metall ist ein Metall, dass gemäß bestimmten Ausführungsformen ausgewählt ist aus Alkalimetallen, bevorzugt Li, Na, K, Rb und Cs, Erdalkalimetallen, bevorzugt Mg, Ca, Sr und Ba, Al und Zn, sowie Gemischen und/oder Legierungen derselben. In bevorzugten Ausführungsformen ist das elektropositive Metall ausgewählt aus Li, Na, K, Mg, Ca, Al und Zn, weiter bevorzugt Li und Mg, und besonders bevorzugt ist das elektropositive Metall Lithium. The electropositive metal is a metal selected according to certain embodiments from alkali metals, preferably Li, Na, K, Rb and Cs, alkaline earth metals, preferably Mg, Ca, Sr and Ba, Al and Zn, as well as mixtures and / or alloys thereof. In preferred embodiments, the electropositive metal is selected from Li, Na, K, Mg, Ca, Al and Zn, more preferably Li and Mg, and most preferably the electropositive metal is lithium.
Gemäß bestimmten Ausführungsformen ist das elektropositive Metall flüssig. Bei solchen Ausführungsformen ist eine einfache Handhabung und Verdüsung des elektropositiven Metalls möglich. Zudem kann sich eine effizientere Verdüsung und Beförderung im Vergleich zu einem Pulver mit einer Partikelgröße von weniger als 100 µm ergeben. Auch kann eine einfachere Reinigung der Vorrichtung im Vergleich zu den Pulverpartikeln möglich sein, welche sich gegebenenfalls in Ritzen, Spalten, etc. der Apparatur absetzen können. Gemäß bestimmten Ausführungsformen ist die Verwendung des elektropositiven Metalls als Flüssigkeit bevorzugt. In certain embodiments, the electropositive metal is liquid. In such embodiments, easy handling and atomization of the electropositive metal is possible. In addition, more efficient atomization and transport may result compared to a powder having a particle size of less than 100 microns. Also, a simpler cleaning of the device compared to the powder particles may be possible, which may optionally settle in cracks, gaps, etc. of the apparatus. According to certain embodiments, the use of the electropositive metal as a liquid is preferred.
Das elektropositive Metall kann gemäß bestimmten Ausführungsformen auch als Pulver mit Partikeln mit einer Partikelgröße von weniger als 100 µm eingesetzt werden. Hierbei ergibt sich der Vorteil, dass eine Verflüssigung des Metalls nicht erforderlich ist und die Energie zum Schmelzen des Metalls somit eingespart werden kann. Durch die niedrigere Temperatur kann ggf. jedoch auch je nach elektropositivem Metall und Brenngas ein Starten der Reaktion mit dem Brenngas erforderlich sein, während dies im flüssigen Zustand nicht erforderlich sein könnte. Die Partikelgröße im Pulver kann auf geeignete Weise eingestellt werden und das Pulver kann, ggf. kommerziell, auf geeignete Weise bereitgestellt werden. Die Partikelgröße kann gemäß üblichen Methoden, zum Beispiel mikroskopisch oder durch Laserbeugung auf übliche Weise bestimmt werden. The electropositive metal may, according to certain embodiments, also be used as a powder with particles having a particle size of less than 100 μm. This results in the advantage that a liquefaction of the metal is not required and the energy for melting the metal can thus be saved. Depending on the electropositive metal and fuel gas, however, the lower temperature may necessitate starting the reaction with the fuel gas, while this may not be necessary in the liquid state. The particle size in the powder can be suitably adjusted and the powder can be provided in a suitable manner, if necessary commercially. The particle size can be determined according to conventional methods, for example microscopically or by laser diffraction in the usual way.
Als Brenngas kommen gemäß bestimmten Ausführungsformen solche Gase in Frage, welche mit dem genannten elektropositiven Metall bzw. Gemischen und/oder Legierungen der elektropositiven Metalle in einer exothermen Reaktion reagieren können, wobei diese nicht besonders beschränkt sind. Beispielhaft kann das Brenngas Luft, Sauerstoff, Kohlendioxid, Wasserstoff, Wasserdampf, Stickoxide NOx wie Distickstoffmonoxid, Stickstoff, Schwefeldioxid, oder Gemische derselben umfassen. Das Verfahren kann also auch zur Entschwefelung bzw. NOx Entfernung verwendet werden. Je nach Brenngas können hierbei mit den verschiedenen elektropositiven Metallen verschiedene Produkte erhalten werden, die als Feststoff, Flüssigkeit sowie auch gasförmig anfallen können. As fuel gas according to certain embodiments, such gases come into question, which can react with said electropositive metal or mixtures and / or alloys of the electropositive metals in an exothermic reaction, these are not particularly limited. By way of example, the fuel gas may comprise air, oxygen, carbon dioxide, hydrogen, water vapor, nitrogen oxides NO x such as nitrous oxide, nitrogen, sulfur dioxide, or mixtures thereof. The method can therefore also be used for desulfurization or NOx removal. Depending on the fuel gas, different products can be obtained with the various electropositive metals, which can be obtained as a solid, liquid and also in gaseous form.
So kann beispielsweise bei einer Reaktion von elektropositivem Metall, beispielsweise Lithium, mit Stickstoff unter anderem Metallnitrid, wie Lithiumnitrid, entstehen, welches dann später zu Ammoniak weiterreagieren gelassen werden kann, wohingegen bei einer Umsetzung von elektropositivem Metall, z.B. Lithium, mit Kohlendioxid beispielsweise Metallcarbonat, z.B. Lithiumcarbonat, Kohlenmonoxid, Metalloxid, z.B. Lithiumoxid, oder auch Metallcarbid, z.B. Lithiumcarbid, sowie auch Gemische davon entstehen können, wobei aus dem Kohlenmonoxid höherwertige kohlenstoffhaltige Produkte wie Methan, Ethan, Methanol, etc. gewonnen werden können, beispielsweise in einem Fischer-Tropsch-Verfahren, während aus Metallcarbid, z.B. Lithiumcarbid, beispielsweise Acetylen gewonnen werden kann. Weiterhin kann beispielsweise auch mit Distickstoffmonoxid als Brenngas z.B. Metallnitrid entstehen. For example, in a reaction of electropositive metal, such as lithium, with nitrogen, inter alia, metal nitride, such as lithium nitride arise, which can then be allowed to react further to ammonia later, whereas in a reaction of electropositive metal, eg lithium, with carbon dioxide, for example, metal carbonate, For example, lithium carbonate, carbon monoxide, metal oxide, eg lithium oxide, or metal carbide, such as lithium carbide, as well as mixtures thereof may arise, wherein from the carbon monoxide higher carbonaceous products such as methane, ethane, methanol, etc. can be obtained, for example in a Fischer-Tropsch Method, while from metal carbide, such as lithium carbide, for example, acetylene can be obtained. Furthermore, for example, with nitrous oxide as a fuel gas such as metal nitride arise.
Analoge Reaktionen können sich auch für die anderen genannten Metalle ergeben. Analogous reactions may also result for the other metals mentioned.
Das Trägergas ist erfindungsgemäß nicht besonders beschränkt, und kann dem Brenngas entsprechen bzw. dieses umfassen, aber auch verschieden von diesem sein. Als Trägergas kommen beispielsweise Luft, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid, Sauerstoff Methan, Wasserstoff, Wasserdampf, Stickstoff, Distickstoffmonoxid, Gemische von zwei oder mehreren dieser Gase, etc. zur Anwendung. Hierbei können verschiedene Gase, wie beispielsweise Methan – das gemäß bestimmten Ausführungsformen nicht verbrennt, zum Wärmetransport dienen und die Reaktionswärme der Reaktion von elektropositivem Metall mit dem Brenngas aus dem Reaktor abführen. Die verschiedenen Trägergase können beispielsweise an die Reaktion des Brenngases mit dem elektropositiven Metall geeignet angepasst werden, um hierbei ggf. Synergieeffekte zu erzielen. Gemäß bestimmten Ausführungsformen ist das Trägergas das Brenngas. The carrier gas according to the invention is not particularly limited, and may correspond to the fuel gas or include this, but also be different from this. As the carrier gas, for example, air, carbon monoxide, carbon dioxide, oxygen methane, hydrogen, water vapor, nitrogen, nitrous oxide, mixtures of two or more of these gases, etc. are used. Here, various gases, such as methane - which, according to certain embodiments, does not burn, can serve to transfer heat and remove the heat of reaction of the reaction of electropositive metal with the fuel gas from the reactor. The various carrier gases can be suitably adapted to the reaction of the fuel gas with the electropositive metal, for example, in order to achieve synergy effects if necessary. According to certain embodiments, the carrier gas is the fuel gas.
Grundsätzlich liegt der vorliegenden Erfindung das Prinzip der Venturi-Düse zu Grunde. Dieses beruht darauf, dass sich die Fließgeschwindigkeit eines durch ein Rohr strömenden Mediums zu einem sich verändernden Rohrquerschnitt umgekehrt proportional verhält. Das heißt, dass die Geschwindigkeit dort am größten ist, wo der Querschnitt des Rohres am kleinsten ist. Nach dem Gesetzt von Bernoulli wird außerdem in einem strömenden Fluid (Gas oder Flüssigkeit) ein Geschwindigkeitsanstieg von einem Druckabfall begleitet. Dementsprechend gilt für eine Düse nach
v1 die Geschwindigkeit des Trägergases in Strömungsrichtung vor der ersten Düse und v2 die Geschwindigkeit des Trägergases im kleinsten Querschnitt der ersten Düse ist. Diese Beziehung kann man sich für die Verdüsung und Verbrennung von flüssigen elektropositiven Metallen zu Nutze machen. Basically, the present invention is based on the principle of the Venturi nozzle. This is based on the fact that the flow velocity of a medium flowing through a pipe is inversely proportional to a changing pipe cross-section. That is, the speed is greatest where the cross-section of the tube is smallest. According to the law of Bernoulli, in addition, in a flowing fluid (gas or liquid), an increase in speed is accompanied by a pressure drop. Accordingly, for a nozzle after
v 1 is the velocity of the carrier gas in the flow direction before the first nozzle and v 2 is the velocity of the carrier gas in the smallest cross section of the first nozzle. This relationship can be exploited for the atomization and combustion of liquid electropositive metals.
Die sich im Querschnitt zunächst verjüngenden ersten Düse ist in ihrer Form nicht besonders beschränkt, insofern der Querschnitt der Düse in Strömungsrichtung des Trägergases zunächst abnimmt. Nach der Abnahme des Querschnitts und der Zuführung des elektropositiven Metalls kann die Düse dann weiter im Querschnitt abnehmen, im Querschnitt gleich bleiben oder im Querschnitt zunehmen. Auch kann sich die Form des Querschnitts ändern, wobei sie gemäß bestimmten Ausführungsformen jedoch gleich bleibt. Die Form des Querschnitts ist nicht besonders beschränkt und kann rund, elliptisch, quadratisch, rechteckig, dreieckig, etc. sein, ist gemäß bestimmten Ausführungsformen jedoch rund, um eine gleichmäßige Verteilung des elektropositiven Metalls und des Trägergases zu ermöglichen. Auch ist eine symmetrische Düsenform bevorzugt. The first nozzle tapering in cross-section is not particularly limited in its shape insofar as the cross-section of the nozzle first decreases in the flow direction of the carrier gas. After the decrease of the cross section and the supply of the electropositive metal, the nozzle can then continue to decrease in cross section, remain the same in cross section or increase in cross section. Also, the shape of the cross section may change, but it remains the same in some embodiments. The shape of the cross section is not particularly limited and may be round, elliptical, square, rectangular, triangular, etc., however, according to certain embodiments, is round to allow uniform distribution of the electropositive metal and the carrier gas. Also, a symmetrical nozzle shape is preferred.
Darüber hinaus ist die erste Düse auch nicht weiter in ihrer Ausgestaltung eingeschränkt, sofern ein Bereich umfasst ist, in dem der Querschnitt der Düse in Strömungsrichtung des Trägergases zunächst abnimmt. So kann die erste Düse als Venturi-Düse, als Lavaldüse, in Form einer (Wasser-)Strahlpumpe, etc. ausgebildet sein, und kann eine Zufuhr für das elektropositive Metall im Inneren, um die Düse herum oder an der Düse selbst umfassen. Die Zufuhr des elektropositiven Metalls kann dabei ebenso über eine Zuführeinrichtung erfolgen, die eine Düse aufweist, beispielsweise am Ende der Zuführeinrichtung in Strömungsrichtung des elektropositiven Metalls. In addition, the first nozzle is also not further limited in its design, as long as an area is included, in which the cross-section of the nozzle initially decreases in the flow direction of the carrier gas. Thus, the first nozzle may be formed as a Venturi nozzle, a Laval nozzle, a (water) jet pump, etc., and may include a supply for the electropositive metal inside, around the nozzle or at the nozzle itself. The supply of the electropositive metal can likewise take place via a feed device which has a nozzle, for example at the end of the feed device in the flow direction of the electropositive metal.
Auch weitere Düsen sind nicht besonders beschränkt und können die obigen Formen und Ausgestaltungen umfassen. Also, other nozzles are not particularly limited and may include the above shapes and configurations.
Gemäß bestimmten Ausführungsformen besteht die erste Düse als Venturidüse aus einem in Strömungsrichtung des Trägergases zunächst verjüngenden Teilstück, einem im Durchmesser gleichbleibenden Teilstück und einem Teilstück mit sich erweiterndem Querschnitt. Die Zufuhr des elektropositiven Metalls kann hierbei beispielsweise (a) innerhalb der Venturidüse selbst, bevorzugt durch eine zweite Zuführeinrichtung in einem sich verjüngenden Teilstück der Venturi-Düse, (b) in einer zweiten Zuführeinrichtung, die um die Venturi-Düse herum angeordnet ist, bevorzugt in Form einer sich verjüngenden Düse um den verjüngenden Teil der Venturi-Düse, oder (c) durch eine Zuleitung/zweite Zuführeinrichtung zur Venturi-Düse erfolgen, die im sich verjüngenden Teil der Venturi-Düse oder im gleichbleibenden Teilstück der Venturi-Düse angebracht sein kann. Gemäß bestimmten Ausführungsformen erfolgt die Zufuhr des elektropositiven Metalls durch mindestens eine Zuleitung/Zuführeinrichtung zur ersten Düse im gleichbleibenden Teilstück. Es ist aber auch möglich, das mehr als eine Zuführeinrichtung an der Venturi-Düse angebracht ist oder dass Kombinationen von Zuleitungsarten/Zuführeinrichtungen, beispielsweise an der Venturi-Düse und im Inneren der Venturi-Düse, vorgesehen sind, wobei gemäß bestimmten Ausführungsformen nur eine Zuführeinrichtung das elektropositive Metall zur Venturi-Düse zuleitet, um die Zufuhr des elektropositiven Metalls leichter zu steuern. According to certain embodiments, the first nozzle as a Venturi nozzle consists of a section initially tapering in the direction of flow of the carrier gas, a section which remains constant in diameter and a section with an expanding cross section. The supply of the electropositive metal may in this case for example (a) inside the venturi itself, preferably by a second feeder in a tapered portion of the Venturi nozzle, (b) in a second feeder, which is arranged around the Venturi nozzle around preferred in the form of a tapered nozzle around the tapered part of the Venturi nozzle, or (c) through a feed / second feeder to the Venturi nozzle, which are located in the tapered part of the Venturi nozzle or in the consistent part of the Venturi nozzle can. According to certain embodiments, the supply of the electropositive metal is carried out by at least one supply line / feeder to the first nozzle in the constant section. However, it is also possible that more than one feeder is attached to the venturi or that combinations of feeder types / feeders are provided, for example at the venturi and inside the venturi, with only one feeder according to certain embodiments feeds the electropositive metal to the Venturi nozzle to more easily control the supply of the electropositive metal.
Gemäß bestimmten Ausführungsformen kann die die erste Düse als Lavaldüse aus einem in Strömungsrichtung des Trägergases sich verjüngenden Teilstück und einem in Strömungsrichtung divergenten, also sich im Querschnitt vergrößernden, Teilstück ausgebildet sein. Auch hier kann die Zufuhr des elektropositiven Metalls beispielsweise (a) innerhalb der Lavaldüse selbst, bevorzugt durch eine zweite Zuführeinrichtung in einem sich verjüngenden Teilstück der Lavaldüse, (b) in einer zweiten Zuführeinrichtung, die um die Lavaldüse herum angeordnet ist, bevorzugt in Form einer sich verjüngenden Düse um den verjüngenden Teil der Lavaldüse, oder (c) durch eine Zuleitung/zweite Zuführeinrichtung zur Lavaldüse erfolgen, die im sich verjüngenden Teil der Lavaldüse oder im Übergang vom sich verjüngenden zum divergierenden Teilstück angebracht sein kann. Es ist aber auch möglich, das mehr als eine Zuführeinrichtung an der Lavaldüse angebracht ist oder dass Kombinationen von Zuleitungsarten/Zuführeinrichtungen, beispielsweise an der Lavaldüse und im Inneren der Lavaldüse, vorgesehen sind, wobei gemäß bestimmten Ausführungsformen nur eine Zuführeinrichtung das elektropositive Metall zur Lavaldüse zuleitet, um die Zufuhr des elektropositiven Metalls leichter zu steuern. Gemäß bestimmten Ausführungsformen erfolgt die Zufuhr des elektropositiven Metalls im Bereich des kleinsten Querschnitts der Lavaldüse, beispielsweise durch eine Zuführeinrichtung an der Düse oder im Inneren der Düse. According to certain embodiments, the first nozzle as a Laval nozzle may be formed from a portion which tapers in the direction of flow of the carrier gas and a portion diverging in the direction of flow, that is, enlarging in cross-section. Here, too, the supply of the electropositive metal can be, for example, (a) within the Laval nozzle itself, preferably by a second feed device in a tapered section of the Laval nozzle, (b) in a second feed device, which is arranged around the Laval nozzle, preferably in the form of a tapered nozzle around the tapered part of the Laval nozzle, or (c) through a supply / second feeding device to the Laval nozzle, which may be mounted in the tapered part of the Laval nozzle or in the transition from the tapered to the diverging part. However, it is also possible that more than one feeder is attached to the Laval nozzle or that combinations of feeder types / feeders, for example at the Laval nozzle and in the interior of the Laval nozzle, are provided, wherein according to certain embodiments only one feeder feeds the electropositive metal to the Laval nozzle to more easily control the supply of electropositive metal. According to certain embodiments, the supply of the electropositive metal takes place in the region of the smallest cross-section of the Laval nozzle, for example by means of a feed device on the nozzle or in the interior of the nozzle.
Gemäß bestimmten Ausführungsformen ist die Lavaldüse hierbei ein Strömungsorgan mit einem zunächst konvergenten und anschließenden divergenten Querschnitt, wobei der Übergang von einem zum anderen Teil allmählich erfolgen kann. Die Querschnittsfläche kann in bestimmten Ausführungsformen an jeder Stelle kreisförmig sein, wodurch ein durchströmendes Fluid auf Überschallgeschwindigkeit beschleunigt werden kann, ohne dass es zu starken Verdichtungsstößen kommt. Die Schallgeschwindigkeit kann dann genau im engsten Querschnitt der Düse erreicht werden. According to certain embodiments, the Laval nozzle in this case is a flow organ with a first convergent and subsequent divergent cross-section, wherein the transition from one to the other part can be made gradually. The cross-sectional area may, in certain embodiments, be circular at each location, whereby a fluid flowing therethrough can be accelerated to supersonic speed without causing excessive compression shocks. The speed of sound can then be achieved exactly in the narrowest cross section of the nozzle.
Weiterhin kann die Zufuhr des elektropositiven Metalls für die verschiedenen Arten der ersten Düse auch gemäß bestimmten Ausführungsformen durch eine zweite Zuführeinrichtung erfolgen, deren Austrittsöffnung, bevorzugt koaxial, innerhalb der ersten Düse im Bereich des sich verjüngenden Teils der ersten Düse angeordnet ist, wie oben bereits für bestimmte Düsen ausgeführt. Furthermore, according to certain embodiments, the supply of the electropositive metal for the different types of the first nozzle can be effected by a second feed device whose outlet opening, preferably coaxially, is arranged within the first nozzle in the region of the tapered part of the first nozzle, as already described above certain nozzles executed.
Auch kann gemäß bestimmten Ausführungsformen die erste Düse, bevorzugt koaxial, innerhalb einer zweiten Zuführeinrichtung im Bereich eines, bevorzugt konvergenten, also sich verjüngenden, Teils der zweiten Zuführeinrichtung angeordnet sein, wobei die Zufuhr des Trägergases durch die erste Düse erfolgt, und die Zufuhr des elektropositiven Metalls durch die zweite Zuführeinrichtung erfolgt. Auch solche Ausführungsformen sind oben bereits für bestimmte Düsen ausgeführt. Also, according to certain embodiments, the first nozzle, preferably coaxially, can be arranged within a second feed device in the region of a preferably convergent, ie tapered, part of the second feed device, the feed of the carrier gas being through the first nozzle and the supply of the electropositive Metal through the second feeder takes place. Also, such embodiments are already made above for certain nozzles.
Zudem kann gemäß bestimmten Ausführungsformen die Menge an verdüstem elektropositiven Metall über die Befüllung im Behälter gesteuert werden, und/oder die Menge an verdüstem elektropositiven Metall über den Druck des Trägergases gesteuert werden, indem die Zufuhr des Trägergases in Strömungsrichtung vor der ersten Düse mit dem Behälter verbunden ist, und/oder die Zufuhr an verdüstem elektropositivem Metall über eine Zufuhr an Inertgas mit geregeltem Druck zum Behälter gesteuert werden. In addition, according to certain embodiments, the amount of atomized electropositive metal may be controlled via the charge in the vessel, and / or the amount of atomized electropositive metal controlled via the pressure of the carrier gas by supplying the carrier gas upstream of the first nozzle with the vessel and / or the supply of atomized electropositive metal are controlled via a supply of inert gas at a controlled pressure to the container.
Bei einer Steuerung über die Befüllung im Behälter kann eine Zuführeinrichtung für elektropositives Metall vorgesehen sein, ggf. mit einer Steuereinrichtung wie einem Ventil, über das elektropositives Metall kontinuierlich oder diskontinuierlich, je nach gewünschtem Füllstand im Behälter und/oder Trägergasfluss, dem Behälter zugeführt wird. In a control over the filling in the container, a supply device for electropositive metal may be provided, optionally with a control device such as a valve, via the electropositive metal continuously or discontinuously, depending on the desired level in the container and / or carrier gas flow, the container is supplied.
Bei einer Steuerung der Menge an verdüstem elektropositiven Metall über den Druck des Trägergases kann die Zufuhr des Trägergases in Strömungsrichtung vor der ersten Düse mit dem Behälter verbunden auf beliebige Weise verbunden sein, wobei bei der Verbindung mit dem Behälter beispielsweise Rohre, Schläuche, etc. verwendet werden können und die Zufuhr an Trägergas in den Behälter beispielsweise auch über den Querschnitt dieser Verbindung eingestellt und unter Umständen bei entsprechenden Verbindungen auch variiert werden kann. Eine solche Variationsmöglichkeit kann auch für die zweite Zuführeinrichtung des elektropositiven Metalls zur ersten Düse gegeben sein. In controlling the amount of atomized electropositive metal above the pressure of the carrier gas, the supply of the carrier gas upstream of the first nozzle may be connected to the container in any manner, such as pipes, hoses, etc. used in connection with the container can be adjusted and the supply of carrier gas in the container, for example, over the cross section of this compound and may also be varied with appropriate compounds. Such a possibility of variation can also be given for the second feed device of the electropositive metal to the first nozzle.
Darüber hinaus kann bei einer Steuerung der Zufuhr an verdüstem elektropositivem Metall über eine Zufuhr an Inertgas mit geregeltem Druck zum Behälter die Zufuhr des Inertgases geeignet vorgesehen und eingestellt werden und ist nicht besonders beschränkt, wie auch nicht die beiden anderen Steuermöglichkeiten der Menge an verdüstem elektropositiven Metall. Auch die Zufuhr an Inertgas kann über einen geeigneten Schlauch, ein Rohr, etc. erfolgen, der/das mit einer Steuereinrichtung wie einem Ventil versehen sein kann. Moreover, in controlling the supply of atomized electropositive metal via a supply of controlled-pressure inert gas to the container, the supply of the inert gas can be suitably provided and adjusted, and is not particularly limited, nor are the other two control possibilities of the amount of atomized electropositive metal , Also, the supply of inert gas can be via a suitable hose, a pipe, etc., which may be provided with a control device such as a valve.
Es ist nicht ausgeschlossen, dass alle drei oder zwei beliebige Steuerarten für die Menge an verdüstem elektropositiven Metall kombiniert werden. It can not be ruled out that all three or any two types of control are combined for the amount of atomized electropositive metal.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Verbrennen eines elektropositiven Metalls, welches ausgewählt ist aus Alkali-, Erdalkalimetallen, Aluminium und Zink und/oder Legierungen und/oder Gemischen derselben, mit einem Brenngas, umfassend
eine sich im Querschnitt zunächst verjüngende erste Düse, zu welcher ein Trägergas zugeführt wird und die dazu ausgebildet ist, das elektropositive Metall mit dem Trägergas zu verdüsen,
eine erste Zuführeinrichtung für Trägergas zur ersten Düse, die dazu ausgebildet ist, das Trägergas zur ersten Düse zuzuführen,
einen Behälter, der dazu ausgebildet ist, das elektropositive Metall als Flüssigkeit oder als Pulver mit Partikeln mit einer Partikelgröße von weniger als 100 µm bereitzustellen,
eine zweite Zuführeinrichtung für elektropositives Metall zur ersten Düse, die dazu ausgebildet ist, das elektropositive Metall aus dem Behälter zur ersten Düse zu leiten, und
einen Brenner, der dazu ausgebildet ist, das elektropositive Metall mit dem Brenngas zu verbrennen. According to a further aspect, the present invention relates to an apparatus for burning an electropositive metal which is selected from alkali, alkaline earth metals, aluminum and zinc and / or alloys and / or mixtures thereof, with a fuel gas comprising
a first nozzle tapering in cross-section, to which a carrier gas is supplied and which is designed to atomize the electropositive metal with the carrier gas,
a first supply means for carrier gas to the first nozzle, which is adapted to supply the carrier gas to the first nozzle,
a container adapted to provide the electropositive metal as a liquid or as a powder with particles having a particle size of less than 100 μm,
a second electro-positive metal feeder to the first nozzle configured to guide the electropositive metal from the container to the first nozzle, and
a burner adapted to burn the electropositive metal with the fuel gas.
Die erste Zuführeinrichtung für Trägergas ist hierbei nicht besonders beschränkt und umfasst beispielsweise Rohre, Schläuche, etc., wobei die Zuführeinrichtung für Trägergas geeignet anhand des Zustands des Trägergases, das ggf. auch unter Druck stehen kann, bestimmt werden kann. The first supply device for carrier gas is in this case not particularly limited and includes, for example, tubes, hoses, etc., wherein the feed device for carrier gas can be determined suitably on the basis of the state of the carrier gas, which may also be under pressure.
Ebenso ist die zweite Zuführeinrichtung für elektropositives Metall nicht besonders beschränkt und umfasst ebenfalls beispielsweise Rohre, Schläuche, etc. die einen Transport des elektropositiven Metalls geeignet erlauben. Bevorzugt ist die Innenfläche der zweiten Zuführeinrichtung glatt, um Ablagerungen von elektropositivem Metall zu vermeiden. Weiterhin ist der Querschnitt der zweiten Zuführeinrichtung gemäß bestimmten Ausführungsformen über die gesamte Länge der zweiten Zuführeinrichtung gleichbleibend, um eine gute und stete Förderung des elektropositiven Metalls durch die Verdüsung in der ersten Düse zu gewährleisten. Also, the second electro-positive metal feeder is not particularly limited, and also includes, for example, pipes, hoses, etc. which suitably allow transport of the electropositive metal. Preferably, the inner surface of the second feeder is smooth to avoid deposits of electropositive metal. Furthermore, according to certain embodiments, the cross-section of the second feed device is constant over the entire length of the second feed device, in order to ensure a good and constant delivery of the electropositive metal through the atomization in the first nozzle.
Die Düse kann hierbei wie oben dargestellt ausgestaltet sein, also beispielsweise als Venturidüse oder als Lavaldüse. In this case, the nozzle can be configured as shown above, that is to say for example as a Venturi nozzle or as a Laval nozzle.
Ebenso ist der Brenner erfindungsgemäß nicht besonders beschränkt und kann beispielsweise als Düse ausgestaltet sein, in der das Brenngas mit dem elektropositiven Metall vermischt und danach ggf. durch eine Zündvorrichtung gezündet wird. Auch kann der Brenner im oder am Reaktor vorgesehen sein. Darüber hinaus kann der Brenner auch ein Porenbrenner ohne innere Vermischung sein, der als poröses Rohr ausgebildet sein kann, dem an mindestens einer Öffnung das elektropositive Metall zugeführt werden kann. Das elektropositive Metall kann beispielsweise nur durch eine Öffnung des Rohres zugeführt werden, wobei das andere Ende des Rohres dann verschlossen sein kann oder aus dem Material des porösen Rohrs besteht. In solch einem Fall kann dann das elektropositive Metall dann beispielsweise in den Porenbrenner eingepresst werden, woraufhin dann das Brenngas auf die Außenseite des Porenbrenners geleitet werden kann, so dass es dann dort mit dem elektropositiven Metall reagiert, um ein Verstopfen der Poren zu vermeiden. Gemäß bestimmten Ausführungsformen, in denen das Trägergas das Brenngas ist, kann auch die erste Düse zum Verdüsen verwendet werden, woraufhin sich die Verbrennung an den Düsenausgang anschließt, indem dort beispielsweise die Verbrennung gezündet wird oder nach Zündung kontinuierlich abläuft. Likewise, the burner according to the invention is not particularly limited and can be configured, for example, as a nozzle in which the fuel gas is mixed with the electropositive metal and then optionally ignited by an igniter. Also, the burner may be provided in or on the reactor. In addition, the burner may also be a pore burner without internal mixing, which may be formed as a porous tube to which the electropositive metal can be supplied at at least one opening. For example, the electropositive metal may be supplied only through an opening of the tube, and the other end of the tube may then be closed or made of the material of the porous tube. In such a case, the electropositive metal can then be pressed into the pore burner, for example, whereupon the fuel gas can then be directed to the outside of the pore burner so that it then reacts there with the electropositive metal in order to avoid clogging of the pores. According to certain embodiments, in which the carrier gas is the fuel gas, the first nozzle can also be used for atomizing, whereupon the combustion is connected to the nozzle outlet, for example, by igniting the combustion or running continuously after ignition.
Der Behälter ist ebenso nicht besonders beschränkt, solange er aus einem Material besteht, das nicht mit dem elektropositiven Metall reagiert, und beispielsweise auch nicht mit dem flüssigen elektropositiven Metall reagiert. Beispielsweise kann der Behälter als Tank oder als pulverfassender Behälter ausgebildet sein. The container is also not particularly limited as long as it is made of a material which does not react with the electropositive metal and, for example, does not react with the liquid electropositive metal. For example, the container may be formed as a tank or as a powder-containing container.
Entsprechend kann gemäß bestimmten Ausführungsformen auch das Material der zweiten Zuführeinrichtung für elektropositives Metall und gegebenenfalls die erste Düse und/oder die erste Zuführeinrichtung nach dem Vermischen von Trägergas und elektropositivem Metall und/oder der Brenner aus einem solchen Material bestehen. Ein geeignetes Material umfasst beispielsweise Eisen, Chrom, Nickel, Niob, Tantal, Molybdän, Wolfram, Zirkalloy und Legierungen dieser Metalle, sowie Stähle wie Edelstahl und Chrom-Nickel-Stahl. Accordingly, according to certain embodiments, the material of the second electropositive metal feeder and optionally the first nozzle and / or the first feeder may also be made of such a material after mixing carrier gas and electropositive metal and / or the burner. A suitable material includes, for example, iron, chromium, nickel, niobium, tantalum, molybdenum, tungsten, zirconium and alloys of these metals, as well as steels such as stainless steel and chromium-nickel steel.
Gemäß bestimmten Ausführungsformen ist die erste Düse als Venturidüse aus einem in Strömungsrichtung des Trägergases zunächst verjüngenden Teilstück, einem im Durchmesser gleichbleibenden Teilstück und einem Teilstück mit sich erweiternden Durchmesser ausgebildet, wobei die zweite Zuführeinrichtung für elektropositives Metall bevorzugt am gleichbleibenden Teilstück der Venturidüse angebracht ist. According to certain embodiments, the first nozzle is designed as Venturi nozzle from a first tapered in the flow direction of the carrier gas portion, a diameter constant portion and a section with widening diameter, wherein the second feeder for electropositive metal is preferably attached to the constant portion of the venturi.
Gemäß bestimmten Ausführungsformen kann die erste Düse als Lavaldüse aus einem in Strömungsrichtung des Trägergases sich verjüngenden Teilstück und einem in Strömungsrichtung divergenten Teilstück ausgebildet sein. Hierbei ist gemäß bestimmten Ausführungsformen die zweite Zuführeinrichtung für elektropositives Metall im Bereich des kleinsten Durchmessers der Lavaldüse angebracht. According to certain embodiments, the first nozzle may be formed as a Laval nozzle from a tapered in the flow direction of the carrier gas portion and a divergent in the flow direction section. Here, according to certain embodiments, the second Feeding device for electropositive metal in the area of the smallest diameter of the Laval nozzle attached.
Weiterhin kann die zweite Zuführeinrichtung für elektropositives Metall gemäß bestimmten Ausführungsformen, bevorzugt koaxial, innerhalb der ersten Zuführeinrichtung für Trägergas derart angeordnet sein, dass die Austrittsöffnung der zweiten Zuführeinrichtung für elektropositives Metall, bevorzugt koaxial, innerhalb der ersten Düse im Bereich des konvergenten Teils der ersten Düse angeordnet ist. Das Trägergas strömt hierbei also um die zweite Zuführeinrichtung und saugt dann das elektropositive Metall in der ersten Düse aus der zweiten Zuführeinrichtung. Durch die koaxiale Anordnung kann hierbei die Saugwirkung verstärkt werden. Furthermore, according to certain embodiments, the second supply device for electropositive metal, preferably coaxially, can be arranged within the first carrier gas supply means such that the exit opening of the second electropositive metal supply means, preferably coaxially, within the first nozzle in the region of the convergent part of the first nozzle is arranged. The carrier gas thus flows around the second supply device and then sucks the electropositive metal in the first nozzle from the second supply device. Due to the coaxial arrangement in this case the suction can be enhanced.
Gemäß weiteren bestimmten Ausführungsformen ist die erste Zuführeinrichtung für Trägergas derart angeordnet, dass das Trägergas der ersten Düse, bevorzugt koaxial, innerhalb der zweiten Zuführeinrichtung des elektropositiven Metalls im Bereich eines, bevorzugt konvergenten, Teils der zweiten Zuführeinrichtung zugeführt wird. Hierbei wird das elektropositive Metall um das Trägergas herum in die erste Düse gesaugt, ähnlich wie bei einer Strahlpumpe. Hier ist ebenfalls eine verbesserte Saugwirkung durch die koaxiale Anordnung erzielbar. According to further specific embodiments, the first supply means for carrier gas is arranged such that the carrier gas of the first nozzle, preferably coaxially, is fed within the second feed device of the electropositive metal in the region of a, preferably convergent, part of the second feed device. Here, the electropositive metal is sucked around the carrier gas around in the first nozzle, similar to a jet pump. Here is also an improved suction through the coaxial arrangement can be achieved.
In einer Strahlpumpe kann die Pumpwirkung generell durch einen Fluidstrahl („Treibmedium") erzeugt werden, der durch Impulsaustausch ein anderes Medium („Saugmedium") ansaugt, beschleunigt und verdichtet/fördert, sofern es unter ausreichendem Druck steht. Da diese Pumpenart sehr einfach aufgebaut ist und keinerlei bewegte Teile hat, wie auch Venturi- oder Lavaldüsen oder generell Düsen mit sich verjüngendem Abschnitt, ist sie besonders robust und wartungsarm und vielseitig einsetzbar. In a jet pump, the pumping action can be generally generated by a fluid jet ("propellant") which, by impulse exchange, sucks, accelerates and compresses / promotes another medium ("suction medium"), provided that it is under sufficient pressure. As this type of pump is very simple and has no moving parts, as well as Venturi or Laval nozzles or generally nozzles with a tapered section, it is particularly robust, low-maintenance and versatile.
In einem typischen Aufbau einer Strahlpumpe kann die Förderung beispielsweise gemäß den folgenden Schritten erfolgen und lässt sich mit einigen Vereinfachungen allein durch Anwendung von Energie-, Impuls- und Massenerhaltungssätzen recht gut berechnen:
- 1. Das Trägergas tritt mit möglichst hoher Geschwindigkeit aus der Treibdüse, die der ersten Düse entspricht, aus. Hierbei ersteht gemäß dem Gesetz von Bernoulli ein dynamischer Druckabfall, so dass der Druck in der Strömung geringer ist als der Normaldruck. Die erste Düse kann zur Maximierung der Geschwindigkeit als Lavaldüse ausgebildet sein, und der Treibstrahl, also das Trägergas, tritt mit Überschall aus.
- 2. In einer gegebenenfalls vorhandenen Mischkammer innerhalb der zweiten Zuführeinrichtung oder in der zweiten Zuführeinrichtung selbst kann das Trägergas auf das hier befindliche elektropositive Metall treffen, das unter Normaldruck oder erhöhtem Druck stehen kann. Nach Austritt aus der ersten Düse verhält sich das Trägergas zunächst wie ein Freistrahl, und durch innere Reibung und Turbulenzen entsteht eine Scherspannung in der Grenzschicht zwischen dem schnellen Trägergas und dem wesentlich langsameren elektropositiven Metall. Diese Spannung bewirkt eine Impulsübertragung, d.h. das elektropositive Metall wird beschleunigt und mitgerissen. Die Mischung geschieht hierbei nicht nach dem Prinzip der Energieerhaltung, sondern nach dem der Impulserhaltung, so dass die Anwendung der Bernoulli-Gleichung hier aufgrund von Stoßverlusten zu falschen Ergebnissen führen kann. Durch eine Aufweitung des Trägergases und durch die Ansaugung des elektropositiven Metalls wird das Trägergas abgebremst.
- 3. Durch die Beschleunigung des elektropositiven Metalls entsteht nach dem Prinzip von Bernoulli auch für das elektropositive Metall ein Druckabfall, so dass elektropositives Metall durch die zweite Zuführeinrichtung nachgefördert werden kann, wobei bevorzugt für das elektropositive Metall ein ausreichend hoher Mindestdruck vorhanden ist.
- 1. The carrier gas exits at the highest possible speed from the drive nozzle, which corresponds to the first nozzle from. According to Bernoulli's law, a dynamic pressure drop arises, so that the pressure in the flow is lower than the normal pressure. The first nozzle can be designed to maximize the speed as a Laval nozzle, and the propulsion jet, so the carrier gas, exits with supersonic.
- 2. In an optionally present mixing chamber within the second feed device or in the second feed device itself, the carrier gas may strike the electropositive metal located here, which may be under normal pressure or elevated pressure. After emerging from the first nozzle, the carrier gas initially behaves like a free jet, and by internal friction and turbulence creates a shear stress in the boundary layer between the fast carrier gas and the much slower electropositive metal. This voltage causes a momentum transfer, ie the electropositive metal is accelerated and entrained. The mixture does not take place according to the principle of energy conservation, but after the conservation of momentum, so that the application of the Bernoulli equation here due to shock losses can lead to false results. By expanding the carrier gas and by the suction of the electropositive metal, the carrier gas is decelerated.
- 3. Due to the acceleration of the electropositive metal, a pressure drop also occurs for the electropositive metal according to the principle of Bernoulli, so that electropositive metal can be conveyed through the second feed device, wherein a sufficiently high minimum pressure is preferably present for the electropositive metal.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann gemäß bestimmten Ausführungsformen weiter eine dritte Zuführeinrichtung für elektropositives Metall zum Behälter, die dazu ausgebildet ist, elektropositives Metall dem Behälter zuzuführen und eine Regelungseinrichtung der Menge des elektropositiven Metalls im Behälter, die dazu ausgebildet ist, die Menge an zugeführtem elektropositiven Metall zum Behälter zu regeln, umfassen, und/oder eine Leitung, die die erste Zuführeinrichtung für Trägergas in Strömungsrichtung vor der ersten Düse mit dem Behälter derart verbindet, dass der Druck des Trägergases die Menge an zugeführtem elektropositiven Metall zur ersten Düse steuert, umfassen, und/oder eine vierte Zuführeinrichtung für Inertgas zum Behälter, die dazu ausgebildet, dem Behälter Inertgas zuzuführen, und eine Regelungseinrichtung des Drucks des zugeführten Inertgases, die den Druck des zugeführten Inertgases zum Behälter regelt, umfassen. Die dritte Zuführeinrichtung für elektropositives Metall ist erfindungsgemäß nicht beschränkt und kann wie die zweite Zuführeinrichtung für elektropositives Metall beschaffen sein, speziell hinsichtlich des verwendeten Materials, kann sich aber auch davon unterscheiden, beispielsweise hinsichtlich der Form und/oder des Querschnitts. Die Regelungseinrichtung der Menge des elektropositiven Metalls im Behälter kann auch aus dem Material der zweiten Zuführeinrichtung für elektropositives Metall bestehen, zumindest in dem Bereich, in dem sie mit dem elektropositiven Metall in Kontakt kommt, ist aber nicht besonders beschränkt. Die Leitung, die die erste Zuführeinrichtung für Trägergas mit dem Behälter verbindet, die vierte Zuführeinrichtung für Inertgas zum Behälter, und/oder die Regelungseinrichtung des Drucks des zugeführten Inertgases sind ebenso nicht besonders beschränkt und können geeignet bestimmt werden. Die Leitung und/oder die vierte Zuführeinrichtung können hierbei ähnlich oder gleich wie die erste Zuführeinrichtung beschaffen sein, wobei sie sich von dieser beispielsweise auch hinsichtlich des Querschnitts, etc. unterscheiden können. The apparatus according to the invention may further comprise, according to certain embodiments, a third electro-positive metal supply means to the container adapted to supply electropositive metal to the container and a regulator of the amount of electropositive metal in the container adapted to supply the amount of electropositive metal supplied Containers include, and / or a conduit connecting the first carrier gas supply means in the flow direction upstream of the first nozzle to the container such that the pressure of the carrier gas controls the amount of supplied electropositive metal to the first nozzle, and / / or a fourth inert gas supply means to the tank adapted to supply inert gas to the tank, and a regulator of the pressure of the supplied inert gas which regulates the pressure of the supplied inert gas to the tank. The third electropositive metal feeder is not limited in the present invention and may be the same as the second electro-positive metal feeder, especially with respect to the material used, but may be different therefrom, for example, in shape and / or cross section. The controller of the amount of electropositive metal in the container may also be made of the material of the second electropositive metal feeder, but is not particularly limited, at least in the region where it comes in contact with the electropositive metal. The conduit connecting the first carrier gas supply means to the container, the fourth inert gas supply means to the container, and / or the pressure regulating means The inert gas supplied is also not particularly limited and can be appropriately determined. The line and / or the fourth feeding device may be similar or the same as the first feeding device, wherein they may differ therefrom, for example also with regard to the cross section, etc.
Bei der Verwendung einer Leitung, die die erste Zuführeinrichtung für Trägergas in Strömungsrichtung vor der ersten Düse mit dem Behälter derart verbindet, dass der Druck des Trägergases die Menge an zugeführtem elektropositiven Metall zur ersten Düse steuert, kann in der ersten Zuführeinrichtung und/oder der Leitung auch ein Durchflussregler, Masseregler oder ähnliches vorgesehen sein. When using a conduit which connects the first carrier gas supply means upstream of the first nozzle with the container such that the pressure of the carrier gas controls the amount of supplied electropositive metal to the first nozzle, in the first supply means and / or the conduit Also, a flow regulator, mass controller or the like may be provided.
Darüber hinaus kann die erfindungsgemäße Vorrichtung Heizeinrichtungen, beispielsweise zum Schmelzen des elektropositiven Metalls, Kühleinrichtungen, beispielsweise beim Brenner, Pumpen, beispielsweise für das Trägergas und/oder Brenngas, etc., umfassen. In addition, the device according to the invention may comprise heating devices, for example for melting the electropositive metal, cooling devices, for example at the burner, pumps, for example for the carrier gas and / or fuel gas, etc.
Die obigen Ausführungsformen, Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, sofern sinnvoll, beliebig miteinander kombinieren. Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmalen der Erfindung. Insbesondere wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der vorliegenden Erfindung hinzufügen. The above embodiments, refinements and developments can, if appropriate, be combined with one another as desired. Further possible refinements, developments and implementations of the invention also include combinations of features of the invention which have not been explicitly mentioned above or described below with regard to the exemplary embodiments. In particular, the person skilled in the art will also add individual aspects as improvements or additions to the respective basic form of the present invention.
Im Folgenden wird die Erfindung nunmehr anhand beispielhafter Ausführungsformen dargestellt, die die Erfindung in keiner Weise beschränken. In the following, the invention will now be illustrated by means of exemplary embodiments, which in no way limit the invention.
Eine erste beispielhafte Ausführungsform ist in
Das Druckverhältnis von p1 zu p2 bestimmt dabei den Volumenstrom der Metallschmelze M aus dem Behälter
Eine beispielhafte zweite Ausführungsform ist in
Eine dritte beispielhafte Ausführungsform mit einer Alternative zur Verwendung einer Venturi-Düse ist in
Über eine dritte Zuführeinrichtung
Bei einer Anwendung der ersten Düse
In der fünften beispielhaften Ausführungsform erfolgt die Vermischung von Trägergas, hier als Brenngas Kohlendioxid beispielhaft ausgestaltet, und dem elektropositiven Metall M, beispielsweise einer Lithiumschmelze, außerhalb der ersten Düse
Eine sechste beispielhafte Ausführungsform ist in
In den obigen beispielhaften Ausführungsformen wird stets als Beispiel eine Schmelze eines elektropositiven Metalls verdüst. Jedoch ist es in den beispielhaften Ausführungsformen auch möglich, ein Pulver von Partikeln des elektropositiven Metalls anstelle der Schmelze zu verwenden. Auch kann als elektropositives Metall M ein anderes als Lithium verwendet werden, und das Trägergas kann auch anders als Stickstoff oder Kohlendioxid sein. Auch ist nicht ausgeschlossen, dass beim Brenner
In der vorliegenden Erfindungsmeldung wird ein Verfahren zur Verdüsung und Verbrennung von elektropositiven Metallen beschrieben, dass durch die Wahl von speziellen Düsengeometrien und des daraus resultierenden Saugeffektes des Trägergases ohne Pumpen, beispielsweise Flüssigmetallpumpen, arbeiten kann. Außerdem lässt sich dabei eine einfache und präzise Flusskontrolle des elektropositiven Metalls, speziell im Falle von flüssigen Metallschmelzen, mittels des Gaszuflusses in den Behälter für das elektropositive Metall realisieren. The present disclosure describes a method of atomization and combustion of electropositive metals that can operate without the need for pumps, such as liquid metal pumps, through the choice of particular nozzle geometries and the consequent suction effect of the carrier gas. In addition, a simple and precise flow control of the electropositive metal, especially in the case of liquid metal melts, can be realized by means of the gas inflow into the container for the electropositive metal.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102008031437 [0003] DE 102008031437 [0003]
- DE 102010041033 [0003] DE 102010041033 [0003]
- DE 102013224709 [0003, 0008] DE 102013224709 [0003, 0008]
- DE 102011052947 A1 [0006] DE 102011052947 A1 [0006]
- DE 10204680 A1 [0007] DE 10204680 A1 [0007]
Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- Bernett, D. S.; Gil, T. K.; Kazimi, M. S.; Fusion Technology, 1989, 15, 2, pp. 967–972 [0004] Bernett, DS; Gil, TK; Kazimi, MS; Fusion Technology, 1989, 15, 2, pp. 967-972 [0004]
- A. Subramani, S Jayanti, Combustion and Flame 158 (2011), 1000–1007 [0004] A. Subramani, S Jayanti, Combustion and Flame 158 (2011), 1000-1007 [0004]
- Gil, T. K., Kazimi, M. S.: The kinetics of liquid lithium reaction with oxygen-nitrogen mixture, S. 20, 21, 46, Plasma Fusion Center and the Department of Nuclear Engineering, MIT, Cambridge, MA, 1986, USA [0004] Gil, TK, Kazimi, MS: The kinetics of liquid lithium reaction with oxygen-nitrogen mixture, pp. 20, 21, 46, Plasma Fusion Center and the Department of Nuclear Engineering, MIT, Cambridge, MA, 1986, USA [0004]
Claims (15)
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102014210402.5A DE102014210402A1 (en) | 2014-06-03 | 2014-06-03 | Pump-free metal atomization and combustion by means of vacuum generation and suitable material flow control |
| CN201580029452.5A CN106461210A (en) | 2014-06-03 | 2015-05-05 | Pumpless metal atomisation and combustion using vacuum generation and suitable material flow control |
| EP15722975.8A EP3126660A1 (en) | 2014-06-03 | 2015-05-05 | Pumpless metal atomisation and combustion using vacuum generation and suitable material flow control |
| KR1020167036977A KR20170013355A (en) | 2014-06-03 | 2015-05-05 | Pumpless metal atomisation and combustion using vacuum generation and suitable material flow control |
| PCT/EP2015/059850 WO2015185312A1 (en) | 2014-06-03 | 2015-05-05 | Pumpless metal atomisation and combustion using vacuum generation and suitable material flow control |
| US15/316,268 US20180180279A1 (en) | 2014-06-03 | 2015-05-05 | Pumpless Metal Atomization And Combustion Using Vacuum Generation And Suitable Material Flow Control |
| RU2016151716A RU2651010C1 (en) | 2014-06-03 | 2015-05-05 | Pump-free spray of metal and combustion by creation of reduced pressure and related control of material flow |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102014210402.5A DE102014210402A1 (en) | 2014-06-03 | 2014-06-03 | Pump-free metal atomization and combustion by means of vacuum generation and suitable material flow control |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE102014210402A1 true DE102014210402A1 (en) | 2015-12-03 |
Family
ID=53181266
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE102014210402.5A Withdrawn DE102014210402A1 (en) | 2014-06-03 | 2014-06-03 | Pump-free metal atomization and combustion by means of vacuum generation and suitable material flow control |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20180180279A1 (en) |
| EP (1) | EP3126660A1 (en) |
| KR (1) | KR20170013355A (en) |
| CN (1) | CN106461210A (en) |
| DE (1) | DE102014210402A1 (en) |
| RU (1) | RU2651010C1 (en) |
| WO (1) | WO2015185312A1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018065078A1 (en) | 2016-10-04 | 2018-04-12 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and arrangement for generating power |
| CN112922726A (en) * | 2021-02-08 | 2021-06-08 | 北京航空航天大学 | Powder supply device, metal powder ramjet and aircraft |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111042785A (en) * | 2018-10-15 | 2020-04-21 | 中国石油化工股份有限公司 | Method for treating press-back fluid |
| CN114435331A (en) * | 2022-02-08 | 2022-05-06 | 浙江威佰科科技有限公司 | Special slow liquid-injection atomizer for automobile |
| CN114963002A (en) * | 2022-05-31 | 2022-08-30 | 广东众大智能科技有限公司 | Explosion-proof treatment device for combustible tail gas |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0177090A2 (en) * | 1984-10-05 | 1986-04-09 | Norddeutsche Affinerie Ag | Device for the production of inflammable solid/gas suspensions |
| DE10204680A1 (en) | 2002-02-06 | 2003-08-07 | Chemetall Gmbh | Process for the preparation of alkyl lithium compounds by atomization of lithium metal |
| WO2009121384A1 (en) * | 2008-03-31 | 2009-10-08 | Campean, Romulus | Combustion process with full control over all of the purified fules that are submitted to high compressed air |
| DE102008031437A1 (en) | 2008-07-04 | 2010-01-07 | Siemens Aktiengesellschaft | Mobile energy source and energy storage |
| US7900453B1 (en) * | 2005-11-08 | 2011-03-08 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Metal fuel combustion and energy conversion system |
| DE102010041033A1 (en) | 2010-09-20 | 2012-03-22 | Siemens Aktiengesellschaft | Material utilization with electropositive metal |
| DE102011052947A1 (en) | 2011-08-24 | 2013-02-28 | Karlsruher Institut Für Technologie (Kit) | Method for preparing pure powders from e.g. lithium used in e.g. mechanical engineering component, involves relaxing compressed material over extrusion nozzle and carrying out isolated extending of material behind cross-section portion |
| US20130065187A1 (en) * | 2011-09-08 | 2013-03-14 | Industry-Academic Cooperation Foundation Yonsei University | Metal powder ignition apparatus, metal powder ignition method, compact metal powder combustion apparatus and metal powder combustion method using water plasma |
| DE102013224709A1 (en) | 2013-12-03 | 2015-06-03 | Siemens Aktiengesellschaft | Process plant for the continuous combustion of an electropositive metal |
Family Cites Families (60)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2019785A (en) * | 1932-08-30 | 1935-11-05 | Shell Dev | Process for the production of metal from ores |
| US2274209A (en) * | 1938-09-03 | 1942-02-24 | Harold J Ness | Furnace |
| US2695265A (en) * | 1949-04-27 | 1954-11-23 | Kellogg M W Co | Injection mixer for use in catalytic hydrocarbon conversion processes |
| NL81050C (en) * | 1951-03-22 | 1956-04-16 | ||
| USRE25277E (en) * | 1954-09-02 | 1962-10-30 | Catalyzed metal fuel | |
| US3975292A (en) * | 1960-06-10 | 1976-08-17 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Method of screening infra-red radiation |
| US4484195A (en) * | 1960-06-10 | 1984-11-20 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Method of screening infra-red radiation |
| US3052094A (en) * | 1960-07-11 | 1962-09-04 | Curtis Automotive Devices Inc | Resonant intermittent combustion device |
| US3081948A (en) * | 1960-12-01 | 1963-03-19 | Exxon Research Engineering Co | Oil burner system |
| US3293334A (en) * | 1962-08-16 | 1966-12-20 | Reynolds Metals Co | Preparation of spherical metal powder |
| GB1224633A (en) * | 1967-04-01 | 1971-03-10 | Licentia Gmbh | Thermodynamic reaction propulsion means |
| US3474969A (en) * | 1967-08-28 | 1969-10-28 | Mobil Oil Corp | Air atomizing oil burner |
| US3644607A (en) * | 1969-12-18 | 1972-02-22 | Texas Instruments Inc | Use of vapor phase deposition to make fused silica articles having titanium dioxide in the surface layer |
| US3702122A (en) * | 1970-03-14 | 1972-11-07 | Toyota Motor Co Ltd | Liquid level controlling apparatus |
| US4084934A (en) * | 1972-02-05 | 1978-04-18 | Mitsubishi Precision Co., Ltd. | Combustion apparatus |
| US3818875A (en) * | 1972-11-30 | 1974-06-25 | E Phillips | Pollution-free combustion engine and unique fuel therefor |
| JPS5143590A (en) * | 1974-10-09 | 1976-04-14 | Hitachi Shipbuilding Eng Co | Kinzokunenryonyoru koatsugasuhatsuseisochi |
| US3990862A (en) * | 1975-01-31 | 1976-11-09 | The Gates Rubber Company | Liquid heat exchanger interface and method |
| JPS5327725A (en) * | 1976-08-26 | 1978-03-15 | Chiyoda Chem Eng & Constr Co Ltd | Fuel feeding method in spark ignition engine |
| US4295816A (en) * | 1977-12-20 | 1981-10-20 | Robinson B Joel | Catalyst delivery system |
| US4475483A (en) * | 1983-04-15 | 1984-10-09 | Robinson Barnett J | Catalyst delivery system |
| US4645959A (en) * | 1985-08-14 | 1987-02-24 | Flavio Dobran | Lithium-sulfur hexafluoride magnetohydrodynamic power system |
| DE3639139A1 (en) * | 1986-11-15 | 1988-05-26 | Praezisions Werkzeuge Ag | METHOD FOR INCREASING THE DISPENSED AMOUNT OF POWDER AT A POWDER COATING PLANT AND POWDER COATING PLANT |
| GB8704749D0 (en) * | 1987-02-28 | 1987-04-01 | Hirt Combustion Eng | Atomiser |
| US5262206A (en) * | 1988-09-20 | 1993-11-16 | Plasma Technik Ag | Method for making an abradable material by thermal spraying |
| US5332133A (en) * | 1991-11-01 | 1994-07-26 | Nisshin Flour Milling Co., Ltd. | Powder supplying apparatus and powder spraying apparatus |
| EP0562566A1 (en) * | 1992-03-23 | 1993-09-29 | Nkk Corporation | Method of manufacturing composite ferrite |
| US5251823A (en) * | 1992-08-10 | 1993-10-12 | Combustion Tec, Inc. | Adjustable atomizing orifice liquid fuel burner |
| US5520331A (en) * | 1994-09-19 | 1996-05-28 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Liquid atomizing nozzle |
| US5486676A (en) * | 1994-11-14 | 1996-01-23 | General Electric Company | Coaxial single point powder feed nozzle |
| RU2182163C2 (en) * | 1995-06-07 | 2002-05-10 | Уильям К. Орр | Fuel composition |
| US6482374B1 (en) * | 1999-06-16 | 2002-11-19 | Nanogram Corporation | Methods for producing lithium metal oxide particles |
| AUPP347998A0 (en) * | 1998-05-12 | 1998-06-04 | Orbital Engine Company (Australia) Proprietary Limited | Fuel system for an internal combustion engine |
| US6136287A (en) * | 1998-11-09 | 2000-10-24 | Nanogram Corporation | Lithium manganese oxides and batteries |
| CA2347954C (en) * | 1999-08-23 | 2004-12-14 | Masaichi Kikuchi | Power generation system |
| US6327889B1 (en) * | 1999-12-20 | 2001-12-11 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Device and method for introducing surrogates, particularly metal surrogates, into an exhaust stream, for simulating an exhaust stream, and for establishing a standardized source |
| WO2001079680A1 (en) * | 2000-04-17 | 2001-10-25 | Robert Bosch Gmbh | Device for mixing and dosing gas flows in internal combustion engines |
| US6383260B1 (en) * | 2000-05-22 | 2002-05-07 | Envirocare International, Inc. | Venturi scrubber with optimized counterflow spray |
| US6969214B2 (en) * | 2004-02-06 | 2005-11-29 | George Jay Lichtblau | Process and apparatus for highway marking |
| JP2007520655A (en) * | 2004-02-06 | 2007-07-26 | リヒトブラウ，ジョージ，ジェイ | Road marking method and apparatus therefor |
| US7449068B2 (en) * | 2004-09-23 | 2008-11-11 | Gjl Patents, Llc | Flame spraying process and apparatus |
| US20070116865A1 (en) * | 2005-11-22 | 2007-05-24 | Lichtblau George J | Process and apparatus for highway marking |
| US20070116516A1 (en) * | 2005-11-22 | 2007-05-24 | Lichtblau George J | Process and apparatus for highway marking |
| US7472894B2 (en) * | 2006-06-28 | 2009-01-06 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Engine carburetion |
| AU2007335239A1 (en) * | 2006-12-18 | 2008-06-26 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Method of coating |
| US7523876B2 (en) * | 2007-04-09 | 2009-04-28 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Adjustable liquid atomization nozzle |
| US20080245886A1 (en) * | 2007-04-09 | 2008-10-09 | Department Of The Navy | Method of producing and controlling the atomization of an output flow from a C-D nozzle |
| US7690192B2 (en) * | 2007-04-17 | 2010-04-06 | Pratt & Whitney Rocketdyne, Inc. | Compact, high performance swirl combustion rocket engine |
| US7690361B2 (en) * | 2007-09-28 | 2010-04-06 | Cummins Inc. | System and method for metering fuel in a high pressure pump system |
| CN101215479A (en) * | 2008-01-11 | 2008-07-09 | 卫丕昌 | Application of high-energy oxygen-containing fuel |
| WO2010011076A2 (en) * | 2008-07-24 | 2010-01-28 | 주식회사 펨빅스 | Continuous solid powder vapour-deposition device, and a continuous solid powder vapour deposition method |
| CN101737198A (en) * | 2008-11-11 | 2010-06-16 | 北京航空航天大学 | Gas-gas nozzle with constriction section |
| US20100276827A1 (en) * | 2009-04-29 | 2010-11-04 | Kevin Smith | Method for Producing Nanoparticles |
| US8529856B2 (en) * | 2009-08-10 | 2013-09-10 | David R. Smith | Method and apparatus to sequester CO2 gas |
| US8709335B1 (en) * | 2009-10-20 | 2014-04-29 | Hanergy Holding Group Ltd. | Method of making a CIG target by cold spraying |
| US8420042B2 (en) * | 2010-09-21 | 2013-04-16 | High Temperature Physics, Llc | Process for the production of carbon graphenes and other nanomaterials |
| US8936830B2 (en) * | 2010-12-14 | 2015-01-20 | Femvix Corp. | Apparatus and method for continuous powder coating |
| US9260308B2 (en) * | 2011-04-19 | 2016-02-16 | Graphene Technologies, Inc. | Nanomaterials and process for making the same |
| US8728425B2 (en) * | 2012-04-17 | 2014-05-20 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and an apparatus for performing an energy efficient desulphurization and decarbonisation of a flue gas |
| CN204057236U (en) * | 2014-08-06 | 2014-12-31 | 南京艾尔康威物料输送系统有限公司 | For the air conveyor that plumbous smelting smoke dust is carried |
-
2014
- 2014-06-03 DE DE102014210402.5A patent/DE102014210402A1/en not_active Withdrawn
-
2015
- 2015-05-05 CN CN201580029452.5A patent/CN106461210A/en active Pending
- 2015-05-05 RU RU2016151716A patent/RU2651010C1/en not_active IP Right Cessation
- 2015-05-05 US US15/316,268 patent/US20180180279A1/en not_active Abandoned
- 2015-05-05 KR KR1020167036977A patent/KR20170013355A/en not_active Application Discontinuation
- 2015-05-05 WO PCT/EP2015/059850 patent/WO2015185312A1/en active Application Filing
- 2015-05-05 EP EP15722975.8A patent/EP3126660A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0177090A2 (en) * | 1984-10-05 | 1986-04-09 | Norddeutsche Affinerie Ag | Device for the production of inflammable solid/gas suspensions |
| DE10204680A1 (en) | 2002-02-06 | 2003-08-07 | Chemetall Gmbh | Process for the preparation of alkyl lithium compounds by atomization of lithium metal |
| US7900453B1 (en) * | 2005-11-08 | 2011-03-08 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Metal fuel combustion and energy conversion system |
| WO2009121384A1 (en) * | 2008-03-31 | 2009-10-08 | Campean, Romulus | Combustion process with full control over all of the purified fules that are submitted to high compressed air |
| DE102008031437A1 (en) | 2008-07-04 | 2010-01-07 | Siemens Aktiengesellschaft | Mobile energy source and energy storage |
| DE102010041033A1 (en) | 2010-09-20 | 2012-03-22 | Siemens Aktiengesellschaft | Material utilization with electropositive metal |
| DE102011052947A1 (en) | 2011-08-24 | 2013-02-28 | Karlsruher Institut Für Technologie (Kit) | Method for preparing pure powders from e.g. lithium used in e.g. mechanical engineering component, involves relaxing compressed material over extrusion nozzle and carrying out isolated extending of material behind cross-section portion |
| US20130065187A1 (en) * | 2011-09-08 | 2013-03-14 | Industry-Academic Cooperation Foundation Yonsei University | Metal powder ignition apparatus, metal powder ignition method, compact metal powder combustion apparatus and metal powder combustion method using water plasma |
| DE102013224709A1 (en) | 2013-12-03 | 2015-06-03 | Siemens Aktiengesellschaft | Process plant for the continuous combustion of an electropositive metal |
Non-Patent Citations (6)
| Title |
|---|
| A. Subramani, S Jayanti, Combustion and Flame 158 (2011), 1000-1007 |
| Bernett, D. S.; Gil, T. K.; Kazimi, M. S.; Fusion Technology, 1989, 15, 2, pp. 967-972 |
| Gil, T. K., Kazimi, M. S.: The kinetics of liquid lithium reaction with oxygen-nitrogen mixture, S. 20, 21, 46, Plasma Fusion Center and the Department of Nuclear Engineering, MIT, Cambridge, MA, 1986, USA |
| Lithium_Mixed_Gas_Reactions * |
| Subramani, A., Jayanti, S.; On the occurrence of two-stage combustion in alkali metals; in: Combustion and Flame 158 (2011), S. 1000-1007 |
| Subramani, A., Jayanti, S.; On the occurrence of two-stage combustion in alkali metals; in: Combustion and Flame 158 (2011), S. 1000-1007 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018065078A1 (en) | 2016-10-04 | 2018-04-12 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and arrangement for generating power |
| CN112922726A (en) * | 2021-02-08 | 2021-06-08 | 北京航空航天大学 | Powder supply device, metal powder ramjet and aircraft |
| CN112922726B (en) * | 2021-02-08 | 2022-03-29 | 北京航空航天大学 | Powder supply device, metal powder ramjet and aircraft |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP3126660A1 (en) | 2017-02-08 |
| US20180180279A1 (en) | 2018-06-28 |
| CN106461210A (en) | 2017-02-22 |
| KR20170013355A (en) | 2017-02-06 |
| RU2651010C1 (en) | 2018-04-18 |
| WO2015185312A1 (en) | 2015-12-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE102014210402A1 (en) | Pump-free metal atomization and combustion by means of vacuum generation and suitable material flow control | |
| DE68914074T2 (en) | High speed flame spray device. | |
| DE2842032C2 (en) | ||
| DE3879445T2 (en) | APPARATUS AND METHOD FOR PRODUCING A HIGH DENSITY COATING BY THERMAL SPRAYING. | |
| DE69113729T2 (en) | Oxygen fuel burner unit and mode of operation. | |
| DE102010004787B4 (en) | Process and burner for the production of synthesis gas | |
| DE2817356C2 (en) | Product gas cooling device on a generator for gasifying coal dust and producing synthesis gas | |
| DE2646723A1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR TREATMENT OF COAL | |
| DE102014219275A1 (en) | Ignition of flames of an electropositive metal by plasmatization of the reaction gas | |
| DE2431573A1 (en) | BURNER ARRANGEMENT WITH REDUCED EMISSIONS OF AIR POLLUTING SUBSTANCES | |
| EP3183369B1 (en) | Method for blowing substitute reducing agents into a blast furnace | |
| EP3177871B1 (en) | Combustion of electropositive metal in a liquid | |
| CN105934501B (en) | The carbon containing coke oil slurry of improvement | |
| DE102005038453B4 (en) | Method and device for thermal spraying of suspensions | |
| DE102014219276A1 (en) | Gas and steam power plant (GUD) based on electropositive metals with optionally connected Fischer-Tropsch process | |
| EP1031000A1 (en) | Fuel combustion method and reactor | |
| DE102011015317A1 (en) | Method and apparatus for operating a furnace | |
| WO2015082289A1 (en) | Process plant for the continuous combustion of an electropositive metal | |
| DE4016412C2 (en) | ||
| DE102014209527A1 (en) | A method of burning an alloy of electropositive metal | |
| EP1925360A1 (en) | Procédé et réacteur de production de particules fines | |
| DE4443811A1 (en) | Universal high speed flame spraying burner | |
| EP2546366B1 (en) | Shaft furnace and method for operating same | |
| EP3123078A1 (en) | Combustion of lithium at different temperatures and pressures and with gas surpluses using porous tubes as burners | |
| Anderson et al. | Visualization of Atomization Gas Flow and Melt Break-up Effects in Response to Nozzle Design |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R163 | Identified publications notified | ||
| R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |