DE1233083B - Gasbrenner - Google Patents

Gasbrenner

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Publication number
DE1233083B
DE1233083B DES37374A DES0037374A DE1233083B DE 1233083 B DE1233083 B DE 1233083B DE S37374 A DES37374 A DE S37374A DE S0037374 A DES0037374 A DE S0037374A DE 1233083 B DE1233083 B DE 1233083B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
combustion chamber
housing
nozzles
burner
jacket
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.)
Pending
Application number
DES37374A
Other languages
English (en)
Inventor
Walter George See
Valentine Heinze
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Selas Corp of America
Original Assignee
Selas Corp of America
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Filing date
Publication date
Application filed by Selas Corp of America filed Critical Selas Corp of America
Publication of DE1233083B publication Critical patent/DE1233083B/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D14/00Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)

Description

  • Gasbrenner Die Erfindung betrifft einen Gasbrenner zur Durchführung chemischer Reaktionen mit einer das koaxial angeordnete Brennerrohr konzentrisch umgebenden Brennkammer, welche selbst wiederum von einem Gehäusemantel konzentrisch umgeben ist, so daß zwischen Brennkammermantel und Gehäusemantel ein Ringspalt gebildet ist, über welchen ein gasförmiges Kühlmedium innerhalb einer vom Gehäusemantel hinter der stromab liegenden stirnseitigen Brennkammeröffnung umschlossenen Kammer zum Rauchgasstrom geleitet wird.
  • Bei Gasbrennern, d. h. bei Brennereinrichtungen, die zur direkten Wärmezuführung in ein Medium eingetaucht werden, besteht die erhebliche Gefahr, daß eine örtliche Überhitzung durch die heißen Verbrennungsgase und die heiße Wandung der Brennkammer eintritt. Dies ist insbesondere bei der Behandlung von Stoffen mit einer bestimmten kritischen Maximaltemperatur der Fall, die nicht überschritten werden darf. Werden z. B. Gasbrenner zum Oxydieren von Asphaltmassen verwendet, darf die Temperatur der Asphaltmasse an keiner Stelle einen bestimmten, relativ niedrigen Wert überschreiten, da sonst freier Kohlenstoff abgeschieden wird.
  • Um eine örtliche Z7berhitzung zu vermeiden, ist es bekannt, die Brennkammer mit einem oder mehreren in Abstand liegenden Mänteln zu umgeben, durch die Kühlluft geblasen wird, welche gegebenenfalls als Zweitluft im letzten Teil der Brennkammer zugeführt wird bzw. am Brennerausgang mit den Verbrennungsgasen gemischt wird. Diese bekannten Brenner lassen sich jedoch nicht ohne weiteres zur Durchführung beliebiger chemischer Reaktionen verwenden, da die Zusammensetzung der Brenngase weitgehend brennstoffabhängig ist. Ein Zusatz von chemischen Reaktionsstoffen zu den Verbrennungsgasen ist nicht ohne weiteres möglich, da die Gefahr besteht, daß diese Reaktionsstoffe mit den Verbrennungsgasen nicht gewünschte Reaktionen eingehen.
  • Es ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, den Gasbrenner so auszubilden, daß in weiten Grenzen eine beliebige Zusammensetzung und Temperatur des Gemisches aus Verbrennungsgasen und Reaktionsstoffen einstellbar ist. Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß in dieser Kammer Düsen, die mit voneinander getrennten Zuleitungen verbunden sind, angeordnet sind, über welche chemische Reaktionsstoffe in die durch das Kühlmedium rückgekühlten Verbrennungsgase eingeleitet werden.
  • Gemäß der Erfindung wird also am Ausgang des Brenners eine besondere Mischkammer geschaffen, die eindeutig definierte Bereiche unterschiedlicher Temperaturen aufweist, um für jeden der Reaktionsstoffe einen entsprechenden definierten Zuführpunkt zu erhalten.
  • Bei bekannten, mit Luftüberschuß durch Zuführung von Zusatzluft am Austritt der Brennkammer arbeitenden Brennern sind derartige genau definierte Temperaturbereiche nicht vorhanden, da die Mischung von außen nach innen durch Randdurchwirbelung erfolgt und der Übergang zwischen kalter Zusatzluft und heißen Verbrennungsgasen nur in einem sehr schmalen Wirbelbereich erfolgt.
  • Die zu den Düsen führenden Leitungen liegen vorzugsweise derart im Gehäusespalt, daß die Wärme aus der Brennkammer eine Vorwärmung der chemischen Reaktionsstoffe vor dem Austritt aus den Düsen auf eine gewünschte Temperatur bewirkt.
  • Der erfindungsgemäße Gasbrenner ist insbesondere zur Erhitzung, Verdampfung oder sonstigen Behandlung von Zuckerlösungen und Lösungen von anderen Stoffen verwendbar, welche bei hohen Temperaturen zur Verkohlung oder Karamelbildung neigen. Er kann auch zum Erhitzen einer Flüssigkeit dienen, um die Molekularstruktur und/oder die physikalischen Eigenschaften des erhitzten Materials zu ändern oder einige Teile einer Zusammensetzung zu entfernen und auszuscheiden, ohne die anderen zu beeinflussen, z. B. um den Stickstoffanteil aus der Bierwürze od. dgl. zu entfernen.
  • Die Erfindung stellt eine Einrichtung dar, die sowohl zur Ausnutzung der fühlbaren Wärme als auch der Verbrennungsprodukte des Brenners zur Oxydierung von Asphalt, Sättigung von Zuckerlösungen, Abscheidung von stickstoffhaltigen Substanzen aus der Bierwürze und für beliebige andere Zwecke (yeeignet ist.
  • In einer Säureausscheidungsanlage von Petroleumraffinerien ist die Erfindung besonders brauchbar für: a) die Erhitzung der schwachen, ausgeschiedenen H#,SO4 auf ungefähr 149° C oder mehr zwecks Reduzierung des Kohlenstoffgehaltes auf unter 10lo vor der Sättigung; b) zur Erhitzung des sauren Petroleumschlammes, bevor er in die Umformungsanlage gelangt; c) zur Erhitzung des Paraffinschlammes, der aus der Paraffinanlage zu den Separatoren gelangt, zur Ausscheidung der Säure; d) zur Erhitzung der durch die Hydrolyse der verschiedenen Schlamme entstehenden Substanzen. Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
  • Die Zeichnung zeigt einen Axialschnitt eines erfindungsgemäßen Brenners mit dem umgebenden Flüssigkeitsbehälter.
  • Der Gasbrenner gemäß der Zeichnung besteht aus einem zylindrischen, geschlossenen Behandlungsbehälter 1 mit dem Brennerrohr 2. Eine zylindrische Brennkammer 3 liegt um das untere Ende des Brennerrohres 2. Sie ist von einem Gehäusemantel 4 mit einem Einlaß 5 im Bereich seines oberen Endes umgeben. Der Wandabschnitt 6 des Gehäusemantels 4 verjüngt sich nach unten auf eine Öffnung 7 zu. Die Brennkammer 3 hat eine Öffnung B.
  • Durch das Brennerrohr 2 wird ein gasförmiger Brennstoff, z. B. Naturgas, über eine Hauptgasleitung 9 und eine Gassteuerleitung 10 zugeführt. Durch die Hauptleitung 11 und die Steuerleitung 12 wird Verbrennungsluft eingeführt. Die Verbrennung erfolgt an der Brennerplatte 13 in der Brennkammer 3. Die Arbeitsweise des Gasbrenners kann automatisch gesteuert werden.
  • Die zu erhitzende Flüssigkeit 14 wird durch die Leitung 15 unter der Steuerung durch Ventile 16 und 17 zugeführt und nach Behandlung über den Auslaß 18 abgeführt. Sie kann durch eine Leitung 19 mit dem Regelventil 20 zur weiteren Behandlung rückgeleitet werden. Ein Rohrgehäuse 21 enthält ein Thermometer zur Temperaturmessung der erhitzten Flüssigkeit. Durch die Leitung 19 können auch für bestimmte Zwecke zusätzliche Flüssigkeiten eingeführt werden.
  • Dem Gehäusemantel 4 wird ein gas- oder dampfförmiges Mittel zur Verminderung der Temperatur der aus der Öffnung 8 der Kammer 3 austretenden heißen Verbrennungsprodukte zugeführt. Da der Gehäusemantel 4 im wesentlichen konzentrisch zur Brennkammer 3 liegt, ist der aus dieser austretende heiße Gasstrom von einem Strom kühlerer Gase oder Dämpfe umgeben. Auf diese Weise wird die hohe Temperatur der heißen Verbrennungsgase gleichförmig vermindert und eine örtliche Oberhitzung der Flüssigkeit 14 vermieden.
  • Der Brenner hat zusätzliche Leitungen 22 und 23 zum Zuführen chemischer Reagenzien in den Gehäusemantel 4 durch die Düsen 24 und 25, die zwischen der Brennstelle 8 und der Austrittsöffnung 7 liegen. Es können auch mehrere Düsen 24 und 25 vorhanden sein. Um den Brenner 2 befindet sich eine Öffnung 26, durch die in den Mantel 4 eingedrungene Flüssigkeit nach oben austreten kann.
  • Die Flammenhitze bewirkt, daß die durch die Leitungen 22 und 23 zugeführten chemischen Reagenzien auf die gewünschten Temperaturen erhitzt werden, bevor sie durch die Öffnung 7 gelangen. Zwecks Steuerung und/oder Verbesserung der Flammentemperatur wird ein Verdünnungsgas oder -dampf durch die Leitung 5 zugeführt. Wird die Leitung 5 für diesen Zweck nicht benutzt, so kann sie der Entfernung der Reaktionsprodukte dienen, welche entgegen der gezeigten Pfeilrichtung auf diese Weise aus dem Brenner gelangen.
  • Der beschriebene Brenner kann zur Oxydierung von Schwefel und schwefelhaltigen Reagenzien in Schwefeltrioxyd und Schwefelsäure benutzt werden. Er kann zur Oxydierung und Nitrierung organischer Chemikalien für die Erzeugung von Ableitungen solcher Chemikalien Verwendung finden. Im besonderen kann er zur Behandlung von Braunkohle, Steinkohle, Ölschiefer, kohlenstoffhaltigen Säuren, Petroleum, zyklischen Verbindungen od. dgl. benutzt werden.
  • Eine andere Art der Verwendung des Brenners ist die, daß schwefelhaltige Gase und Dämpfe, wie sie vom Petroleum abgeleitet werden, als Brennstoff benutzt werden, indem sie durch die Gasleitungen 9 und 10 dem Brenner zugeführt werden. Das hierbei entstehende Schwefeldioxyd und/oder Schwefeltrioxyd wird dann im Wasser oder in anderen Flüssigkeiten absorbiert, z. B. in Flüssigkeiten, die sulfiert oder sulfoniert werden sollen, um die Bildung schwefliger Säure oder organischer Schwefelverbindungen zu erreichen.
  • Das Gehäuse 4 kann unterschiedliche Formen aufweisen. Es kann mehrere Einlässe und Auslässe haben, um die chemischen Reaktionen und Änderungen zu erhalten und zu steuern.

Claims (2)

  1. Patentansprüche: 1. Gasbrenner zur Durchführung chemischer Reaktionen mit einer das koaxial angeordnete Brennerrohr konzentrisch umgebenden Brennkammer, welche selbst wiederum von einem Gehäusemantel konzentrisch umgeben ist, so daß zwischen Brennkammermantel und Gehäusemantel ein Ringspalt gebildet ist, über welchen ein gasförmiges Kühlmedium innerhalb einer vom Gehäusemantel hinter der stromab liegenden stirnseitigen Brennkammeröffnung umschlossenen Kammer zum Rauchgasstrom geleitet wird. -d a -durch gekennzeichnet, daß in dieser Kammer Düsen (24, 25), die mit voneinander getrennten Zuleitungen (22, 23) verbunden sind, angeordnet sind, über welche chemische Reaktionsstoffe -in die durch das Kühlmedium rückgekühlten Verbrennungsgase eingeleitet werden.
  2. 2. Gasbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zu den Düsen (24, 25) führenden Leitungen (22, 23) im Gehäusespalt derart liegen, daß die Wärme aus der Brennkammer eine Vorwärmung der chemischen Reaktionsstoffe vor dem Austritt aus den Düsen auf eine gewünschte Temperatur bewirkt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 905 304; schweizerische Patentschrift Nr. 214 477; britische Patentschrift Nr. 610 271; USA.-Patentschrift Nr. 2 432 942.
DES37374A 1953-03-04 1954-01-29 Gasbrenner Pending DE1233083B (de)

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US1233083XA 1953-03-04 1953-03-04

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ID=22407895

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DES37374A Pending DE1233083B (de) 1953-03-04 1954-01-29 Gasbrenner

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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH214477A (de) * 1939-01-30 1941-04-30 Bbc Brown Boveri & Cie Kühlvorrichtung an Rohren, Behältern, Gehäusen oder dergleichen, die von heissen Gasen durchströmt werden oder solche einschliessen.
US2432942A (en) * 1943-04-05 1947-12-16 Submerged Comb Company Of Amer Submerged combustion system
GB610271A (en) * 1946-04-03 1948-10-13 Norman Swindin Improvements in submersible burners
DE905304C (de) * 1936-08-06 1954-03-01 Arthur Williams Unterwasserbrenner

Patent Citations (4)

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