DE1501960C3 - Ceramic combustion device for a fuel gas with a low calorific value - Google Patents

Ceramic combustion device for a fuel gas with a low calorific value

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DE1501960C3
DE1501960C3 DE19651501960 DE1501960A DE1501960C3 DE 1501960 C3 DE1501960 C3 DE 1501960C3 DE 19651501960 DE19651501960 DE 19651501960 DE 1501960 A DE1501960 A DE 1501960A DE 1501960 C3 DE1501960 C3 DE 1501960C3
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combustion
combustion chamber
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DE19651501960
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DE1501960A1 (en
DE1501960B2 (en
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Robert G. East Northport Buchholz
Carmela J. Yonkers Iacona
Peter Von New York Wiesenthal
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Selas Corp Of America (nd Gesdstaates Pennsylvanien) Dresher Pa (vsta)
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Selas Corp Of America (nd Gesdstaates Pennsylvanien) Dresher Pa (vsta)
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Publication of DE1501960B2 publication Critical patent/DE1501960B2/en
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B21/00—Water-tube boilers of vertical or steeply-inclined type, i.e. the water-tube sets being arranged vertically or substantially vertically
    • F22B21/34—Water-tube boilers of vertical or steeply-inclined type, i.e. the water-tube sets being arranged vertically or substantially vertically built-up from water tubes grouped in panel form surrounding the combustion chamber, i.e. radiation boilers

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Description

Stirnwand geneigt. Durch diese Anordnung werden die zuströmenden Brenngase gegen die in spitzem Winkel auf sie gerichteten Luftströme geführt und auf engem Raum mit ihnen vermischt.Front wall inclined. With this arrangement, the inflowing fuel gases are countered by the in-point Angled air currents directed at them are guided and mixed with them in a confined space.

Ferner können die Zuströmkanäle einen Luftzufuhrraum durchqueren und in ihren Wänden Luftdurchlässe aufweisen. Bereits vor Eintritt in die Brennkammern wird hierbei also das Brenngas mit einem Teil der zugeführten Luft vermischt.Furthermore, the inflow channels can have an air supply space cross and have air passages in their walls. Even before joining the Combustion chambers in this case the fuel gas is mixed with part of the air supplied.

Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dar, und zwar zeigtThe drawing represents an embodiment of the subject matter of the invention, namely shows

Fig. I einen Längsschnitt durch eine Verbrennungseinrichtung längs der Linie I-I der Fig. II,1 shows a longitudinal section through a combustion device along the line I-I of Fig. II,

Fig. II einen senkrechten Schnitt durch Fig. I, in Richtung auf die Hilfsbrenner gesehen.FIG. II shows a vertical section through FIG. seen in the direction of the auxiliary burner.

Die Verbrennungseinrichtung 1 wird von einer Stahlkonstruktion 2 getragen, die ihrerseits auf Pfeilern 3 ruht, und weist einen Boden 4, eine Decke 6, eine Stirnwand 7 und eine Rückwand 9 auf, die einen Brennraum umschließen. Dieser ist durch Zwischenwände 8 in mehrere längliche Brennkammern 11 unterteilt. F i g. I zeigt eine dieser Brennkammern 11.The incinerator 1 is supported by a steel structure 2, which in turn is supported on pillars 3 rests, and has a floor 4, a ceiling 6, an end wall 7 and a rear wall 9, the one Enclose combustion chamber. This is divided into several elongated combustion chambers 11 through partition walls 8 divided. F i g. I shows one of these combustion chambers 11.

Jede Brennkammer 11 besitzt einen stromauf gelegenen Abschnitt 13 und einen stromab gelegenen Abschnitt 16. Am Ende des Abschnittes 16 sind mit Abstand voneinander mehrere Prallplatten 52 angeordnet. Daran schließt sich ein Röhrenwärmetauscher 46 an.Each combustion chamber 11 has an upstream section 13 and a downstream section Section 16. At the end of section 16, a plurality of baffle plates 52 are arranged at a distance from one another. This is followed by a tubular heat exchanger 46.

In der Stirnwand 7 sind mehrere Hilfsbrenner 33 angeordnet, und zwar jeweils ein Hilfsbrenner 33 für jede Brennkammer 11.A plurality of auxiliary burners 33 are arranged in the end wall 7, one auxiliary burner 33 each for each combustion chamber 11.

Die Decke 6 verläuft in HauptströmungsrichtungThe ceiling 6 runs in the main flow direction

ansteigend. Sie geht an ihrem stromab gelegenen Ende in einen nach unten weisenden Wandvorsprung 41 über, durch den die Verweilzeit in den Brennkammern 11 erhöht wird.increasing. At its downstream end, it goes into a wall projection 41 pointing downwards over, by which the residence time in the combustion chambers 11 is increased.

In der Decke 6 sind mehrere Öffnungen 28 für Zuströmkanäle 29 für Brenngas ausgebildet. Das Brenngas strömt über eine Zuleitung 18 und einen Verteilerraum 21 mit einer Ummantelung 19 in dieA plurality of openings 28 for inflow channels 29 for fuel gas are formed in the ceiling 6. The Fuel gas flows through a feed line 18 and a distributor space 21 with a casing 19 into the

xo Zuströmkanäle 29. Die Pfeile 17 deuten die zuströmenden Brenngasströme an.xo inflow channels 29. The arrows 17 indicate the inflowing fuel gas flows.

Luft wird über eine Luftzuführung 26 einem Zufuhrraum 24 zugeleitet. Dieser Zufuhrraum 24 besitzt Luftdurchlässe 31, über die er mit den Zuströmkanälen 29 in Verbindung steht. Es münden jeweils zwei Luftdurchlässe 31 in jeden Zuströmkanal 29.Air is supplied to a supply space 24 via an air supply 26. This supply space 24 has Air passages 31 through which it is connected to the inflow channels 29. It each flow out two air passages 31 in each inflow duct 29.

In der Decke 6 sind ferner Lufteintrittskanäle 32In the ceiling 6 there are also air inlet ducts 32

ausgebildet. Jedem Zuströmkanal 29 ist jeweils ein Lufteintrittskanal 32 zugeordnet, dessen Achse sicheducated. Each inflow channel 29 is assigned an air inlet channel 32, the axis of which is

ao mit der Achse des Zuströmkanals 29 innerhalb der jeweiligen Brennkammer 11 schneidet. Die Luft strömt vom Luftzufuhrraum 24 in Richtung der Pfeile 22 in die Brennkammern 11 und außerdem, wie angedeutet, über die Luftdurchlässe 31 in die Zuströmkanäle 29.ao intersects with the axis of the inflow channel 29 within the respective combustion chamber 11. The air flows from the air supply space 24 in the direction of the arrows 22 into the combustion chambers 11 and also, as indicated, Via the air passages 31 into the inflow channels 29.

Die Decke des Luftzufuhrraumes 24 bildet eine Ummantelung 23, in der Öffnungen 27 für das zuströmende Brenngas ausgebildet sind. Die Brennkammern 11 werden durch Ziegel 43 gebildet bzw. sind mit ihnen ausgekleidet, wodurch sich ein großer Wärmespeicherwert ergibt.The ceiling of the air supply space 24 forms a casing 23 in which openings 27 for the incoming Fuel gas are formed. The combustion chambers 11 are formed by bricks 43 or are lined with them, which results in a large heat storage value.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims (3)

1 2 raum, dessen stromab befindlicher Abschnitt in einen Patentansprüche: oberhalb von diesem vorgesehenen Röhrenwärme tauscher übergeht und dessen stromauf gelegener Ab-1 2 space, the downstream section of which merges into a patent claim: above this provided tubular heat exchanger and its upstream waste 1. Keramische Verbrennungseinrichtung für schnitt mit einer Decke versehen ist, die in dem von ein Brenngas niedrigen Heizwertes, insbesondere 5 dem erstgenannten Abschnitt abgewandten, an eine Abgas einer katalytischen Kohlenwasserstoff- quer zur Hauptströmungsrichtung sich erstreckende Krackanlage, mit einem in Hauptströmungsrich- Stirnwand grenzenden Bereich parallel zu dieser tung langgestreckten und in zwei Abschnitte nebeneinander angeordnete Brenngaszuführungen, unterteilten, horizontal verlaufenden Brennraum, die in in Hauptströmungsrichtung hintereinander dessen stromab befindlicher Abschnitt in einen io vorgesehene Zustromkanäle unterteilt sind und aus oberhalb von diesem vorgesehenen Röhrenwärme- einem Verteilraum gespeist werden, aufweist und tauscher übergeht und dessen stromauf gelegener von der Stirnwand aus in Hauptströmungsrichtung Abschnitt mit einer Decke versehen ist, die in ansteigend verläuft, und der mit horizontal in Reihe dem von dem erstgenannten Abschnitt abge- in der Stirnwand ausgebildeten Hilfsbrennern sowie wandten, an eine quer zur Hauptströmungsrich- 15 mit einem vertikalen, parallel zur Stirnwand verlautung sich erstreckende Stirnwand grenzenden fenden, an dem dem stromab befindlichen Abschnitt Bereich parallel zu dieser nebeneinander ange- des Brennraumes zugewandten Ende der Decke ausordnete Brenngaszuführungen, die in in Haupt- gebildeten, die Verweilzeit der am Verbrennungsströmungsrichtung hintereinander vorgesehene prozeß beteiligten Medien innerhalb des Brennraumes Zuströmkanäle unterteilt sind und aus einem Ver- so verlängernden Wandvorsprung versehen ist.
teilraum gespeist werden, aufweist und von der Eine derartige Verbrennungseinrichtung für mit1. Ceramic combustion device for section is provided with a cover, which in the section facing away from a fuel gas of low calorific value, in particular 5 the first-mentioned section, to an exhaust gas of a catalytic hydrocarbon transversely to the main flow direction extending cracking system, with an end wall bordering in the main flow direction parallel to this device elongated and in two sections side by side arranged fuel gas supply lines, subdivided, horizontally running combustion chamber, which in the main flow direction one behind the other are subdivided into an inflow channels provided in the main flow direction of its downstream section and fed from above this provided tubular heat a distribution chamber and Exchanger passes and whose upstream section from the end wall in the main flow direction is provided with a cover which rises in an upward direction and which is horizontally in series with that of the first-mentioned section Auxiliary burners formed in the end wall and facing an end of the ceiling bordering transversely to the main flow direction with a vertical end wall apparently extending parallel to the end wall, at the end of the ceiling facing the downstream section area parallel to this adjacent combustion chamber Disposed fuel gas feeds, which are divided into inflow channels within the combustion chamber, which are mainly formed, the dwell time of the process involved in the combustion flow direction and which are provided with a wall protrusion that extends the combustion flow direction.
are fed partial space, and of which such a combustion device for with Stirnwand aus in Hauptströmungsrichtung an- Sauerstoff vermischtes Abgas ist in der deutschen steigend verläuft, und der mit horizontal in Reihe Patentschrift 1 501 961 vorgeschlagen,
in der Stirnwand ausgebildeten Hilfsbrennern Aus der USA.-Patentschrift 3182 638 ist eineFront wall made of exhaust gas mixed with oxygen in the main flow direction is rising in German, and the patent 1 501 961 proposed with horizontal in series,
Auxiliary burners formed in the end wall. US Pat. No. 3,182,638 is one sowie mit einem vertikalen, parallel zur Stirnwand 35 keramische Verbrennungseinrichtung bekannt, bei verlaufenden, an dem dem stromab befindlichen der mehrere durch Zwischenwände voneinander geAbschnitt des Brennraumes zugewandten Ende trennte, mit Brennern ausgerüstete Brennkammern der Decke ausgebildeten, die Verweilzeit der am verwendet werden.as well as with a vertical ceramic combustion device parallel to the end wall 35 known at extending, on the one located downstream of the several by partition walls from each other of the end facing the combustion chamber separated combustion chambers equipped with burners the ceiling trained, the dwell time of the to be used. Verbrennungsprozeß beteiligten Medien inner- Ferner ist aus der schwedischen Patentschrift 38 001The media involved in the combustion process is also known from Swedish patent specification 38 001 halb des Brennraumes verlängernden Wandvor- 30 eine Verbrennungseinrichtung für Brenngas bekannt, sprung versehen ist, dadurch gekenn- deren Brenngaszuströmkanäle einen Luftzufuhrraum zeichnet, daß der Brennraum durch Zwischen- durchqueren und in ihren Wänden Luftdurchlässe wände (8) in mehrere jeweils einen Hilfsbrenner aufweisen.half of the combustion chamber lengthening wall front 30 a combustion device for fuel gas is known, jump is provided, thereby identifying the fuel gas inflow channels an air supply space shows that the combustion chamber is traversed by intermediate air passages and in its walls walls (8) in several each have an auxiliary burner. (33) und die gleiche Anzahl von Zuströmkanälen Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine(33) and the same number of inflow channels The invention is based on the object of a (29) aufweisende Brennkammern (11) unterteilt 35 Verbrennungseinrichtung der eingangs angegebenen ist, daß jedem Zuströmkanal (29) jeweils ein Luft- Art derart auszubilden, daß für ein Brenngas mit eintrittskanal (32) zugeordnet ist, dessen Achse überwiegend inerten Bestandteilen eine nahezu vollsich mit der Achse des Zuströmkanals (29) inner- ständige Verbrennung unter geringem Aufwand an halb der jeweiligen Brennkammer (11) schneidet, Zusatzbrennstoff innerhalb des Brennraumes gedaß die Zuströmkanäle (29) und die Lufteintritts- 40 währleistet ist.(29) having combustion chambers (11) subdivided 35 combustion devices of those specified at the beginning is that each inflow channel (29) in each case an air type to form such that for a fuel gas with inlet channel (32) is assigned, the axis of which is predominantly inert components almost completely with the axis of the inflow channel (29), internal combustion occurs with little effort half of the respective combustion chamber (11) intersects, additional fuel gedaß within the combustion chamber the inflow channels (29) and the air inlet 40 ensures. kanäle (32) mit wachsender Entfernung von der Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch geStirnwand (7) größer werdende Querschnitte auf- löst, daß der Brennraum durch Zwischenwände in weisen, und daß am Auslaß des stromab befind- mehrere jeweils einen Hilfsbrenner und die gleiche liehen Abschnittes (16) des Brennraumes mit Ab- Anzahl von Zuströmkanälen aufweisende Brennkamstand voneinander angeordnete Prallplatten (52) 45 mern unterteilt ist, daß jedem Zuströmkanal jeweils vorgesehen sind. ein Lufteintrittskanal zugeordnet ist, dessen Achsechannels (32) with increasing distance from the front wall (7) increasing cross-sections dissolves so that the combustion chamber is in point, and that at the outlet of the downstream located several one auxiliary burner and the same borrowed section (16) of the combustion chamber with a lower number of inflow channels having combustion chamber mutually arranged baffle plates (52) 45 mern is divided that each inflow channel respectively are provided. an air inlet duct is assigned, the axis of which 2. Verbrennungseinrichtung nach Anspruch 1, sich mit der Achse des Zuströmkanals innerhalb der dadurch gekennzeichnet, daß der jedem Zuström- jeweiligen Brennkammer schneidet, daß die Zuströmkanal (29) zugeordnete Lufteintrittskanal (32) in kanäle und die Lufteintrittskanäle mit wachsender Hauptströmungsrichtung hinter diesem angeord- 50 Entfernung von der Stirnwand größer werdende net und gegen die Stirnwand (7) geneigt ist. Querschnitte aufweisen, und daß am Auslaß des2. Combustion device according to claim 1, with the axis of the inflow channel within the characterized in that the combustion chamber for each inflow intersects the inflow channel (29) assigned air inlet channel (32) in channels and the air inlet channels with increasing The main flow direction is arranged behind this 50 distance from the end wall increasing net and inclined against the end wall (7). Have cross-sections, and that at the outlet of the 3. Verbrennungseinrichtung nach Anspruch 1 stromab befindlichen Abschnittes des Brennraumes oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuström- mit Abstand voneinander angeordnete Prallplatten kanäle (29) einen Luftzufuhrraum (24) durch- vorgesehen sind.3. Combustion device according to claim 1 downstream portion of the combustion chamber or 2, characterized in that the inflow baffle plates arranged at a distance from one another Channels (29) are provided through an air supply space (24). queren und in ihren Wänden Luftdurchlässe (31) 55 Die Unterteilung des Brennraumes in Brennkamaufweisen. mem bedingt große wärmespeichernde Massen, diecross and have air passages (31) 55 in their walls, dividing the combustion chamber into combustion chambers. mem causes large heat-storing masses, the Ausrichtung der Brenngaszuström- bzw. Lufteintrittskanäle eine innige Brennmittelvermischung. DieAlignment of the fuel gas inflow or air inlet channels ensures an intimate mixing of the fuel. the kühlende Wirkung der einströmenden Brennmittelcooling effect of the inflowing fuel 60 auf den Verbrennungsvorgang wird durch in Richtung Rauchgasabzug steigende Brennmittelmengenströme vermindert. Durch die Anordnung der Prall-60 on the combustion process is caused by increasing fuel flow rates in the direction of the flue gas outlet reduced. The arrangement of the impact Die Erfindung betrifft eine keramische Verbren- platten ist ein relativ langes Verweilen der Brennnungseinrichtung für ein Brenngas niedrigen Heiz- mittel innerhalb der Brennkammern erreichbar,
wertes, insbesondere Abgas einer katalytischen 65 Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des Gegen-Kohlenwasserstoff-Krackanlage, mit einem in Haupt- Standes der Erfindung ist der jedem Zuströmkanal Strömungsrichtung langgestreckten und in zwei Ab- zugeordnete Lufteintrittskanal in Hauptströmungsschnitte unterteilten, horizontal verlaufenden Brenn- richtung hinter diesem angeordnet und gegen dieThe invention relates to a ceramic combustion plates, a relatively long stay of the combustion device for a fuel gas with low heating medium can be achieved within the combustion chambers,
value, especially exhaust gas of a catalytic 65 In a preferred embodiment of the counter-hydrocarbon cracking system, with a main state of the invention, the flow direction of each inflow channel is elongated and divided into two associated air inlet channel in main flow sections, horizontally running combustion direction behind it arranged and against the
DE19651501960 1965-11-26 1965-11-26 Ceramic combustion device for a fuel gas with a low calorific value Expired DE1501960C3 (en)

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