DE1208442B

DE1208442B - Device for fuel mixture supply in an essentially cylindrical gasification chamber for liquid fuels

Info

Publication number: DE1208442B
Application number: DEST16643A
Authority: DE
Inventors: Sven Hjalmar Backstroem; Erik Sune Bergloev
Original assignee: Stora Kopparbergs Bergslags AB
Current assignee: Stora Enso Oyj
Priority date: 1959-06-29
Filing date: 1960-06-29
Publication date: 1966-01-05

Description

Einrichtung zur Brenngemischfährung in einer im wesentlichen zylindrischen 1' Verggasungskammer für flüssige Brennstoffe Die Erfindun- betrifft eine Einrichtune, zur Brenngernischführung in einer im wesentlichen zylindrischeu Vergasungskammer mit Einführen des flüssigen Brennstoffes und nur zur Teilverbrennung ausreichender Verbrennungsluftmeiige an einem Ende und einem Auslaßkanal für das erzeugte Brenngemisch am gegenüberliegenden.Device for fuel mixture feed in a substantially cylindrical 1 'Gasification chamber for liquid fuels The invention relates to a facility for fuel mixing in an essentially cylindrical gasification chamber with the introduction of the liquid fuel and only sufficient for partial combustion Combustion air ducts at one end and an outlet duct for the combustion mixture produced on the opposite.

Derartige Vergasungskammern dienen der Umwandlung von Heizöl in ein brennbares Gas, z. B. bei Erzeugung von Leuchtgas., bei der Herstellung von Synthesegasen für die Zwecke der chemischen Industrie. Bei der Vergasung, wird das öl auf - nügend hohe Temperaturen erhitzt-, um dasselbe in gasförmige Produkte zu zersetzen. Oft führt auch die ölvergasung bei Industrieöfen zu besseren Ergebnissen als eine direkte Beheizune, des Ofens mit einem Heizöl mittels eines ölbrenners. Bei für diesen Verwendunaszweck bestimmten Vergasungskammern wird das Öl meistens durch teilweise Verbrennung C, erhitzt, Das hierbei gebildete heiße brennbare Gasgemisch wird dann direkt in den Ofen eingeführt. in m-ulcliciii es zusammen mit Sekundärluft verbrannt wird. Das ergibt eine Flamme gleichen Typs wie bei den Üblichen Gasfeuerungen, mit den gleichen Mög liclil,eitcii der Reaeliiii- von Flammen-röße und der dabei eiit\x-ick-elicn Hitze. Außerdem vermeidet man auf diese Weise ein Umherspritzen von 01 im Ofen, was sich für den durch Wärme zu behandelnden Stoff sch'idlich auswirken könnte. der b#-reits bc-kannten Ölver.gaser umfaßt eine z#-Iii""lriselie LängS- ach,#c. Das Öl wird durch Düsen zugelührt, die in der K##ninicrxandun- nahe dem Boden der ll-leiz- sini. und c12.-iin vergast. Luf C it %\ir(1 durch tangenlial ausgerichtete Düsen in der eingeWasen, urn die am P)(,(Ic!i LI%#r l#-1.,#.iii!2i##i- z-ii,' Höhe zu hallen. Ilei einer ""iiclcren Ausifflii-ungs- fortil ist dic L'in,##sachse der #7erzasumzsk##ran2er hori- zontal, wid dus Öl init in».iiiii,-,ij#,-,#ii Dnich sq dar) cs sich ii Fonni vou auf der Luft tangenthil um CI;C,- Zu den Konstrui-Itionen 11--ann s:IC,-s; jedoch -#n-:isse Ab!t7i-crtii--1" #-cn, Koks auf der- iiiii(#rcii Oberfl.- . ch'.#n c:"-s Milder,: arig#--rdeiii 1 "L * des xaren (I'c D; s,#i-. IU,- Luft und öi -#i,-,.i der #:-3z"v-Csetz,' Zu curch Co und che- mi,sche Korro-#ioii führen kann. E-Ine derartil-e- ;3c- schädiguna der Düsen veini-Indert natürlich die Möc,lichkeit, die aewünschten Durchflußmen-en von Luft und Öl genau aufrechtzuerhalten; ebenso nimmt infolgedessen die Gefahr einer unvollständi-Zn Clen Vergasung zu. c# Ferner ist eine Konstruktion bekannt, bei welcher in eine zylindrische Vergasungskammer axial mit Hilfe von Preßluft durch eine Düse ein ölluft-(yen-lisch eingespritzt wird. Ans dieser von außen beheizten Vergasungskamnier tritt das ölltiftgemisch durch Düsen im Abstand von der Vergasungskaninier in eine Verbrennungskanimer, in welche die Vergasungskammer hineInragt. Eine derartige Konkst aufwendi1c -im Bau und auch enipfindl#ch d-tü Bildun- lannLisann verkohlender Ansätze in, Inner-- dür Die vorliegend(- ErPiidting, die sieh iiist-i-1---oii(Jere r,iif eine '#7er2asuii-slzp..iniiier für den direImen Anschluß nn einün. industrieofen beziehL hat s'cli die #,esiullt, eine Ehlrichama (Je.- eingang, umrisserien Art so ausmibilden, da.133, t-l,-0'iz eInf-#Iclicii Aufbaus, die Düsen für Öl und Luft in einer verhälti' 1- , er , l#i«-lilc--il Zonc cl le-en sind.Such gasification chambers are used to convert fuel oil into a combustible gas, e.g. B. in the production of luminous gas. In the production of synthesis gases for the purposes of the chemical industry. In the gasification, the oil is on - erhitzt- cient high temperatures to decompose the same into gaseous products. Often, oil gasification in industrial furnaces also leads to better results than direct heating of the furnace with heating oil by means of an oil burner. In gasification chambers intended for this purpose, the oil is mostly heated by partial combustion C. The hot, combustible gas mixture formed is then introduced directly into the furnace. in m-ulcliciii it is burned together with secondary air. This results in a flame of the same type as in the usual gas firing, with the same possibilities of realizing the size of the flame and of the same amount of heat. In addition, avoiding in this way a wandering spraying of 01 in the oven, which could affect sch'idlich to be treated by caloric. the b # already known bc includes oil carburetor a z # -Iii "" lriselie LängS- oh, # c. The oil is supplied through nozzles that are in the K ## ninicrxandun near the bottom of the ll-leiz- sini. and c12.-iin gassed. Air C it % \ ir (1 through tangentially aligned nozzles in the worked around the am P) (, (Ic! i LI% # rl # -1., #. iii! 2i ## i- z-ii, 'height to echo. Ilei an "" iiclcren Ausifflii-ungs- fortil is dic L'in, ## sachse der # 7erzasumzsk ## ran2er hori- zontal, wid dus oil init in ».iiiii, -, ij #, -, # ii Dnich sq dar) cs himself ii Fonni vou on the Air tangenthil to CI; C, - to the constructions 11 - ann s: IC, -s; however - # n-: isse Ab! t7i-crtii - 1 "# -cn, coke on the- iiiii (#rcii surface- . ch '. # nc: "- s Milder ,: arig # - rdeiii 1 "L * des xaren (I'c D; s, # i-. IU, - air and öi - # i, - ,. i the #: - 3z "v-Csetz, 'To curch Co and Che- mi, cal corro- # ioii can lead. E-Ine suchil-e- ; 3c- Damage to the nozzles veini-Indert of course Ability to precisely maintain the desired air and oil flow rates; as a result, the risk of incomplete gasification also increases. c # Furthermore, a construction is known in which an oil-air (yen-lisch) is injected axially into a cylindrical gasification chamber with the help of compressed air through a nozzle. At this externally heated gasification chamber, the oil stick mixture passes through nozzles at a distance from the gasification chamber into a combustion canister Such a complex is complex in construction and also enipfindl # ch d-tü BildunlannLisann of charring approaches in, inner-- for the present (- ErPiidting, which see iiist-i-1 --- oii (r Jere, iif a '# 7er2asuii-slzp..iniiier for direImen terminal nn einün. industrial furnace beziehL s'cli has the # esiullt, a Ehlrichama (Je.- entry, ausmibilden umrisserien type such da.133, tl , -0'iz eInf- # Iclicii structure, the nozzles for oil and air in a proporti ' 1-, er , l # i «-lilc-il Zonc cl le-en are.

Diese Aufgabe -#.-!ii7d dadurch gelöst, daß an den, Ende der Vei7-zqstir,-siifnmer, das dem Auslaßkanal ae-enübeilieut. ein im wesendichen zylindrischei I -- C - Körper vorgesehen ist, welcher mit der Wand der Vergasungskammer einen Ringraum bildet, und daß Düsen zum tangentialen Einblasen von flüssigem Brennstoff und Verbrennungsluft am Boden dieses Ringraums oder nahe demselben, die in Schultern ausmünden, angeordnet sind.This object - # .-! Ii7d is achieved that at the, end of the valve, -siifnmer, which is part of the outlet channel. an essentially cylindrical I - C body is provided, which forms an annular space with the wall of the gasification chamber, and that nozzles for tangential injection of liquid fuel and combustion air are arranged at the bottom of this annular space or near it, which open out in shoulders.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung einer bevorzugten Ausführungsforin der Einrichtung.Further advantages of the invention emerge from the following Description in connection with the drawing of a preferred embodiment the facility.

F i g. 1 der Zeichnung ist ein Längsschnitt durch den ölvergaser; F i g. 2 ist eine perspektivische Ansicht eines Teils des Vergasers nach F i g. 1; F i g. 3 ist eine perspektivische Ansicht entsprechend der F i g. 2; sie zeigt eine weitere Ausführungsform.F i g. 1 of the drawing is a longitudinal section through the oil carburetor; F i g. Figure 2 is a perspective view of a portion of the carburetor of Figure 2 . 1; F i g. 3 is a perspective view corresponding to FIG. 2; it shows a further embodiment.

In der F i g. 1 ist die Vergasungskammer 5 von einer keramischen feuerfesten Auskleidung 2 umgeben, welche ihrerseits von einem Blechmantel 1 eingeschlossen wird. In der einen Stirnwand befindet sich ein Auslaßkanal 4 für das ausströmende heiße Ölgas. In der entgegengesetzten Stirnwand der Vergasungskammer 5 befindet sich ein Einsatzstück 16, vorzugsweise aus einem keramischen Stoff, von konischer Form, mit einem zylindrischen Körper 13, welcher - ähnlich wie die Vergasungskammer - eine im wesentlichen zylindrische Form hat, wodurch zwischen diesem zylindrischen Körper und der Wand der Vergasungskammer 5 ein Ringraum 14 zustande kommt. Der Boden dieses Ringraums hat vier scharf abgesetzte Schultern, die in der F i g. 2 mit 19 bezeichnet sind. In diesen Schultern 19 münden die Luftdüsen 8 und die öldüsen 9 aus. Bei der hier dargestellten Ausführungsforin sind die öldüsen 9 innerhalb der Luftdüsen 8 angeordnet und an eine ölzuleitung 17 angeschlossen, welche von einer Luftzuleitung 18 umgeben ist. Wahlweise können natürlich die öldüsen von den Luftdüsen getrennt angeordnet werden; ebenso kann die Anzahl der Schultern am Boden des Rin-raums nach Wunsch geändert werden, wobei die Mündungen der Düsen sich in einer ebenen Fläche befinden.In FIG. 1 , the gasification chamber 5 is surrounded by a ceramic refractory lining 2, which in turn is enclosed by a sheet metal jacket 1. In one end wall there is an outlet channel 4 for the hot oil gas flowing out. In the opposite end wall of the gasification chamber 5 is an insert 16, preferably made of a ceramic material, of conical shape, with a cylindrical body 13, which - similar to the gasification chamber - has a substantially cylindrical shape, whereby between this cylindrical body and the Wall of the gasification chamber 5 an annular space 14 comes about. The bottom of this annulus has four sharp shoulders that are shown in FIG. 2 are designated by 19 . The air nozzles 8 and the oil nozzles 9 open into these shoulders 19 . In the embodiment shown here, the oil nozzles 9 are arranged inside the air nozzles 8 and are connected to an oil supply line 17 which is surrounded by an air supply line 18 . Optionally, of course, the oil nozzles can be arranged separately from the air nozzles; Likewise, the number of shoulders at the bottom of the Rin-space can be changed as desired, with the mouths of the nozzles being in a flat surface.

Luft und Öl werden in den erwähnten Ringraum tangential eingeführt. Infolge des Umstandes, daß die Querschnittsfläche des Ringraums geringer ist als diejenige der Vergasungskammer, zweckmäßigerweise kleiner als die halbe Querschnittsfläche der Vergasungskammer, ist die Strömungsgeschwindigkeit in dem Ringraum 14 so groß, daß Öl und Luft innig miteinander vermischt werden, bevor sie in die eigentliche Vergasungskammer eintreten. Der zylindrische Körper 13 muß dabei so geformt sein, daß die Tiefe des Ringraums 14 mindestens gleich der Breite desselben, vorzugsweise mindestens gleich der doppelten Breite ist.Air and oil are introduced tangentially into the aforementioned annulus. As a result of the fact that the cross-sectional area of the annular space is smaller than that of the gasification chamber, suitably smaller than half the cross-sectional area of the gasification chamber, the flow velocity in the annular space 14 is so great that oil and air are intimately mixed with one another before they enter the actual gasification chamber enter. The cylindrical body 13 must be shaped so that the depth of the annular space 14 is at least equal to the width of the same, preferably at least equal to twice the width.

Die Luftdüsen 8 und die Öldüsen 9 sowie die ölzuleitung 17 und die Luftzuleitung 18 sind als ein Ganzes in das Einsatzstück 16 eingebettet, welches kegelstumpfförmig gestaltet ist, um dasselbe leicht in die Auskleidung 2 einsetzen und wieder herausnehmen zu können, zwecks leichterer Untersuchung und Auswechslung der Düsen.The air nozzles 8 and the oil nozzles 9 as well as the oil supply line 17 and the air supply line 18 are embedded as a whole in the insert 16 , which is designed in the shape of a truncated cone so that it can be easily inserted into the lining 2 and removed again for the purpose of easier examination and replacement of the Nozzles.

Die Zuleitungsrohre für Öl bzw. Luft können bei der erfindungsgemäßen Konstruktion leicht zentral angeordnet werden, wodurch der Vergaser drehbar ausgeführt werden kann, beispielsweise für den Einbau in einen Drehofen. In diesem Falle werden die Zuleitungsrohre an fest verlegte Rohrleitungen 7 und 6 für Öl bzw. Luft angeschlossen, wobei die üblichen Dichtungsvorrichtungen vorgesehen sind.The supply pipes for oil or air can easily be arranged centrally in the construction according to the invention, whereby the carburetor can be designed to be rotatable, for example for installation in a rotary kiln. In this case, the supply pipes are connected to fixed pipelines 7 and 6 for oil and air, respectively, with the usual sealing devices being provided.

Die Variante nach F i g. 3 unterscheidet sich von der Ausführungsforin nach F i g. 2 dadurch, daß die Schultern 20, an deren Außenseite die Düsen für Luft und Öl ausmünden, in etwas anderer Weise konstruiert sind.The variant according to FIG. 3 differs from the embodiment according to FIG. 2 in that the shoulders 20, on the outside of which the nozzles for air and oil open out, are constructed in a somewhat different way.

Man hat festgestellt, daß die Gefahr eines Koksansatzes an den Wandungen der Vergasungskammer durch die erfindungsgemäße Anordnung auf ein Mindestmaß herabgesetzt wird. Weiterhin ist es als Sicherheitsmaßnahme gegen irgendeinen Koksansatz möglich, zwei Düsensätze anzuordnen, nämlich einen Satz, bei welchem die Düsen in einer Richtung ausblasen, und einen zweiten Satz, bei welchem die Düsen in der entgegengesetzten Richtung ausblasen. Sobald sich ein Koksansatz gebildet hat, wird die Zufuhr von einem Satz der Düsen auf den anderen umgeschaltet, wodurch der Koksansatz rasch wieder abgebrannt wird. Einen solchen Doppelsatz von Düsen kann man leicht in einen keramischen Körper einbetten, beispielsweise von der in F i g. 1 dargestellten Art, wodurch ein einfacher Zusammenbau und rasches Auswechseln gewährleistet sind.It has been found that the risk of coke accumulation on the walls of the gasification chamber is reduced to a minimum by the arrangement according to the invention. Furthermore, as a safety measure against any coke build-up, it is possible to arrange two sets of nozzles, namely one set in which the nozzles blow out in one direction and a second set in which the nozzles blow out in the opposite direction. Once a coke batch has formed, the supply is switched from one set of nozzles to the other, causing the coke batch to be quickly burned off again. Such a double set of nozzles can easily be embedded in a ceramic body, for example of the type shown in FIG. 1 type shown, whereby a simple assembly and quick replacement are guaranteed.

Weitere Vorzüge der erfindungsgemäßen Anordnung beruhen darauf, daß der hervorstehende zylindrische Körper 13 einen ausreichenden Schutz der Düsen vor der von den Kammerwandungen kommenden Strahlung gewährt und daß die Form des kegelstumpfförmi-en Einsatzstückes 16 eine einzige Dichtungsfläche abgibt, was dort von Bedeutung sein kann, wo der ölvergaser unter einem gewissen überdruck zu arbeiten hat. Ein solcher Zustand ist nicht ungewöhnlich, wenn der Strömungswiderstand im Ofen zu hoch ist.Further advantages of the arrangement according to the invention are based on the fact that the protruding cylindrical body 13 provides adequate protection of the nozzles from the radiation coming from the chamber walls and that the shape of the frustoconical insert 16 provides a single sealing surface, which can be important wherever the oil carburetor has to work under a certain overpressure. Such a condition is not uncommon if the flow resistance in the furnace is too high.

Claims

1. A device for the combustion mixture guide in a substantially cylindrical gasification chamber with introduction of the liquid fuel, and only for Teilverbrennunc, sufficient burning of-Sluftmenae at one end and an outlet for the generated fuel mixture at the opposite, d a d u rch g e k hen -zeichnet that at the end of the gasification chamber (5) which is opposite the outlet channel (4), a substantially cylindrical body (13) is provided which forms an annular space (14) with the wall of the gasification chamber (5) and that air nozzles ( 8) and oil nozzles (9) for the tangential injection of liquid fuel and combustion air at the bottom of this annular space (14) or near it, which open out in shoulders (19, 20).

2. Device for fuel mixture management according to claim 1, characterized in that the wall of the gasification chamber (5) at the inlet end of an insert (16) with in the gasification chamber (5) projecting, substantially cylindrical body (13) and around the foot of the cylindrical Body (13) arranged steeply sloping shoulders (19, 20), in which the separate approximately tangentially directed air nozzles (8) and oil nozzles (9) are provided, is formed. 3. Device for fuel mixture management according to claim 1 or 2, characterized in that the depth of the annular space (14) formed by the cylindrical body (13) and the wall of the gasification chamber (5) is at least equal to its width, preferably at least g equal to twice the width . 4. Einrichtuna for fuel mixture management according to one of claims 1 to 3, characterized in that the cross-sectional area of the annular space (14) is at most equal to half the cross-sectional area of the gasification chamber (5) . C Publications considered: C, German Patent No. 970 377; German edition No. 1015 171; C German utility model No. 1696 745.