DE1508575B1

DE1508575B1 - Brenner zur Verbrennung eines Brenngas-Luft-Gemisches unmittelbar in der Beschickung bzw. der Schmelze, insbesondere in Silikatstoffen

Info

Publication number: DE1508575B1
Application number: DE19661508575
Authority: DE
Original assignee: Institut Gaza Akademii nauk Ukrainskoj SSR, Kiew (Sowjetunion)
Priority date: 1966-11-11
Filing date: 1966-11-11
Publication date: 1970-11-19

Description

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Die Erfindung betrifft einen Brenner zur Ver- der Schmelze ein den Bereich zwischen den Düsenbrennung eines Brenngas-Luft-Gemisches unmittelbar Öffnungen nahezu vollkommen ausfüllender Gasraum in der Beschickung bzw. der Schmelze, insbesondere entsteht, der von Schmelze umgeben ist. von Silikatstoffen, bei deren Schmelzen oder Vermi- Es ist vorteilhaft, wenn die Ansätze mehrere radial

sehen mit feuerflüssigen Schmelzen in einem Kon- 5 angeordnete Düsenöffnungen aufweisen, von denen verter. Der Brenner enthält mehrere in die Schmelze jede auf je eine Düsenöffnung der benachbarten Aneinzutauchende Düsen. sätze gerichtet ist.

Brenner zur Verbrennung von Gas unmittelbar in Andererseits ist es auch vorteilhaft, wenn zwei

der Beschickung bzw. der Schmelze, insbesondere von Ansätze des Brennerkörpers einen zur Schmelze ge-Silikatstoffen, die mit mehreren in die Schmelze ein- io öffneten Hohlraum bilden, der mit einer hitzebestäntauchenden Düsen ausgestattet sind, sind bereits be- digen Auskleidung versehen ist, und daß die Düsenkannt. Bei derartigen bekannten Brennern wird ent- Öffnungen der Ansätze in den Hohlraum und jeweils weder ein Gemisch von Gas und bis 600 bis 1200° C auf eine gegenüberliegende Düsenöffnung gerichtet erhitzter Luft verbrannt, wodurch die Verwendung sind.

komplizierter und raumbeanspruchender Lufterhit- 15 Ferner ist es vorteilhaft, wenn der Brennerkörper Zungseinrichtungen erforderlich ist, oder es wird eine mit einem Mantel versehen ist, der einen Hohlraum Sauerstoffanreicherung des Gemisches angewandt. für den Durchgang von Kühlflüssigkeit bildet und

Durch die schweizerische Patentschrift 377 490 ist mit Zu- und Ablauf versehen ist. auch eine Schmelzvorrichtung bekanntgeworden, die In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeizwei Düsen zeigt, die gegeneinander gerichtet und 20 spiele des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es unterhalb des Niveaus der Schmelze angeordnet sind, zeigt

wodurch eine Verbrennung des Verbrennungsgases Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel des Bren-

innerhalb der Schmelze hervorgerufen wird. Eine be- ners mit in die Schmelze getauchten Mundstücken in sondere Wirkung der beiden gegeneinandergerichte- schematischer Darstellung von unten gesehen, ten Düsen tritt jedoch nicht auf und wird auch nicht 25 Fig. 2 einen Schnitt durch den Brenner nach ausgenutzt, denn bei diesem Brenner wird ebenfalls Linie I-I gemäß Fig. 1, vorerhitzte Luft verwendet. Fig. 3 einen Schnitt durch das Mundstück des

Die bisher bekannten Brenner weisen den Nachteil Brenners nach Linie II-II gemäß Fig. 1, auf, daß die Verwendung einer kalten, mit Sauerstoff F i g. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel des Bren-

nicht angereicherten Luft ein stabiles Verbrennen des 30 ners mit in die Schmelze getauchten Wänden in sche-Gases nicht ermöglicht, weil die Geschwindigkeit der matischer Darstellung im Längsschnitt, Flammenverbrennung bedeutend niedriger ist, als die Fig. 5 einen Schnitt nach Linie I-I gemäß Fig. 4.

Ausströmgeschwindigkeit des Brenngas-Luft-Strahles Beim ersten Ausführungsbeispiel (F i g. 1, 2 und 3)

aus der Brennerdüse. Die Flamme wird daher von der besteht der erfindungsgemäße Brenner aus einem Brennerdüse abgerissen und auf die Oberfläche der 35 hohlen Brennerkörper 1, der als Zuleitung des Gas-Schmelze hinausgetragen; dadurch bilden sich in der luftgemisches dient. Um den Brennerkörper erstreckt Schmelze gekühlte Kanäle und entstehen Krusten. sich ein Mantel 2, der einen Hohlraum 3 für den Um-Das Verbrennen des Gases erfolgt hierbei mit starken lauf von Kühlflüssigkeit bildet. An der unteren Man-Pulsationen, Explosionen und hydraulischen Stößen telfläche werden schachbrettförmig verteilte hohle gegen das Gasnetz; dies führt zu einer Abschaltung 40 Mundstücke 4 befestigt, deren Hohlräume 5 mit dem der Gaszuführung durch das Schutzsystem oder zu hohlen Brennerkörper 1 in Verbindung stehen. In den einem Flammenrückschlag in den Brenner. Seitenwänden der Mundstücke sind mehrere Düsen-

Der Zweck der Erfindung besteht darin, unter Ver- Öffnungen 6 angeordnet, die mit in benachbarten meiduns dieser Nachteile ein stabiles Brennen eines Mundstücken befindlichen Düsenöffnungen paarkalten Brenngas-Luft-Gemisches in den Brennern mit 45 weise gegeneinander gerichtet sind, den in die Schmelze getauchten Düsen zu gewähr- Im zweiten Ausführungsbeispiel fFig.4 und 5) des

leisten. erfindungsgemäßen Brenners, der für die Arbeit mit

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen besonders schwerschmelzbaren Materialien bestimmt Mehrdüsenbrenner zur Verbrennung von Brenngas- ist, weist der mit einem umgebenden Mantel 2' einen Luft-Gemisch unmittelbar in der Beschickung bzw. 50 Hohlraum 3' für den Umlauf von Kühlflüssigkeit bilder Schmelze, insbesondere von Silikatstoffen, zu dende hohle Brennerkörper 1' in die Schmelze geschaffen, der eine Verminderung der Geschwindig- tauchte seitliche Wände 7 auf, die Bestandteil eines keit der Brenngas-Luft-Strahlen innerhalb der nach unten zu offenen Hohlraumes 8 sind und mit Schmelze bis zu einem gewissen Wert ermöglicht, einer hitzebeständigen Auskleidung 9 versehen sind, so daß die Flamme bei der Arbeit in einem breiten 55 An den Innenseiten 10 der Wände 7 sind mit dem Bereich des Brenngas-Luft-Verhältnisses nicht von hohlen Brennerkörper in Verbindung stehende Düsender Düse abgerissen und auf die Oberfläche der öffnungen 6' angeordnet, die in den sich gegenüber-Schmelze hinausgetragen werden kann. liegenden Wänden jeweils paarweise gegeneinander

Zur Lösung dieser Aufgabe ist der eingangs ange- gerichtet sind.

gebene Brenner erfindungsgemäß dadurch gekenn- 60 Die Wirkungsweise des Brennes ist folgende: Bei zeichnet, daß die Brennkörper als einzutauchende Zuführung eines kalten Gasluftgemisches unter entDüsen benachbart angeordnete Ansätze aufweisen, sprechendem Druck in dem hohlen Brennerkörper 1 die mit den Düsenöffnunsen derart verbunden sind, strömen durch die Düsenöffnungen 6 jeweils gegendaß die Düsenöffnungen jeweils paarweise gegenein- einandergerichtete Strahlen des Gemisches mit groander gerichtet sind und daß der Abstand der Düsen- 65 ßer Geschwindigkeit in die Schmelze. Öffnungen voneinander so gewählt ist, daß sich die Die Abstände zwischen den gegeneinandergerich-

gegeneinandergerichteten Gasströme unter Berück- teten Düsenöffnungen sind so gewählt, daß beim sichtigung des Gasdruckes plötzlich dämpfen und in Zusammenstoßen von zweier gegeneinandergerich-

teter Strahlen deren Geschwindigkeit jäh gedampft wird, wodurch zwischen solchen Paaren von Düsenöffnungen Gasräume entstehen, die fast vollkommen den Bereich zwischen diesen Öffnungen ausfüllen. Dabei gewährleistet die diese Gasräume umgebende Schmelze ein zuverlässiges Zünden des Gasluftgemisches.

Hierdurch ergibt sich erfindungsgemäß der Vorteil, daß die Flamme nicht vom Brenner abgerissen und auf die Oberfläche der Schmelze hinausgetragen werden kann, daß somit keine Abkühlung der Schmelze unmittelbar an den Düsenöffnungen eintritt und daß. dadurch eine stabile und vollständige Gasverbrennung innerhalb der Schmelze gewährleistet wird.

Der erfindungsgemäße Brenner kann mit kaltem Gasluftgemisch im breiten Bereich des Gas-Luft-Verhältnisses stabil arbeiten. Durch die große Anzahl einzelner Zündkerne und durch die große Wärmeübertragungsfläche der Gasräume sowie durch die Möglichkeit, ein Gasluftgemisch mit dem optimalen Gas-Luft-Verhältnis zu verwenden, wird im Vergleich mit bekannten Heißluftbrennern erfindungsgemäß eine höhere Wärmeabgabe des Gases erzielt.

Industrielle Versuche mit dem erfindungsgemäßen Brenner haben gute Ergebnisse gebracht, wobei die Betriebstemperatur der Schmelze, bei einer Temperatur des dem Brenner zugeführten Gasluftgemisches von 35° C und einem Gasheizwert von 8450 kcal/m³, 1500° C erreichte.

Ein derartiger Brenner kann für eine beliebige praktisch erforderliche Wärmebelastung entsprechend den Konstruktionsmerkmalen des Schmelzaggregates von beliebiger Form sowohl für stationäre als auch für nicht stationäre Arbeitsbedingungen gestaltet werden.

Derartige Brenner können durchaus erfolgreich für ein Aufwärmen, Vermischen, Kochen und Homogenisieren von Schmelzen in Eisenbahnmischern, Schlackenwagen und
Verwendung finden.

anderen fahrbaren Anlasen

Claims

Patentansprüche:

1. Brenner zur Verbrennung eines Brenngas-Luft-Gemisches unmittelbar in der Beschickung bzw. der Schmelze, insbesondere in Silikatstoffen, der mehrere in die Schmelze einzutauchende Düsen enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennkörper (1,1') als einzutauchende Düsen benachbart angeordnete Ansätze (4, 7) aufweist, die mit den Düsenöffnungen (6, 6') derart versehen sind, daß die Düsenöffnungen (6,6') jeweils paarweise gegeneinander gerichtet sind und daß der Abstand der Düsenöffnungen (6, 6') voneinander so gewählt ist, daß sich die gegeneinandergerichteten Gasströme unter Berücksichtigung des Gasdruckes plötzlich dämpfen und in der Schmelze ein den Bereich zwischen den Düsenöffnungen nahezu vollkommen ausfüllender Gasraum entsteht, der von Schmelze umgeben ist.

2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansätze (4) mehrere radial angeordnete Düsenöffnungen (6) aufweisen, von denen jede auf je eine Düsenöffnung der benachbarten Ansätze (4) gerichtet ist.

3. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Ansätze (7) des Brennerkörpers (1') einen zur Schmelze geöffneten Hohlraum (8) bilden, der mit einer hitzebeständigen Auskleidung (9) versehen ist, und daß die Düsenöffnungen (6') der Ansätze (7) in den Hohlraum (8) und jeweils auf eine gegenüberliegende Düsenöffnung (6') gerichtet sind.

4. Brenner nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennerkörper (1,1') mit einem Mantel (2, 2') versehen ist, der einen Hohlraum (3,3') für den Durchgang von Kühlflüssigkeit bildet und mit Zu- und Ablauf versehen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen