Die Kosten des von einem Gaswerk
garantierten kontinuierlichen
Gasservice Bind
viel höher als die Kosten eines diskontinuier-
lichen
Gasservice. Wenn ein
diskontinuierlicher Service be-'
steht, ist es
notwendig, Tätigkeiten
einzustellen, die Gas-
wärme erfordern,
oder kurzfristig
auf ein Reuervebrenamaterial äberzuweoheeln, um
den Betrieb aufrechtzuerhalten-, Mässige Erdölgaze, wie Propan,uad Butan,
Heizöle
wie Ben:in, und gase,
die durch Kraoken
von Kohlenwasserstoffölen
berge-
| stellt werden, z.B. Gasöl, eiarden ali Braatzbrennmaterial |
verwendet. Verflüssigte Erdölgaue wind
vom Standpunkt
der
h
Leistung
im Gasbrenner eelbet
sehr befriedigend, da sie
eine reine
strahlenförmige Flamme
wie natürliches
Gas er- .
geben. Jedoch
verdampft
Propan bei etwa -400C (-400P) und Butan
bei etwa 000 (320p).
Wenn man berücksichtigt, da8 atmosphärische
Temperaturen von -29 bis
+500C
(-20 bis +1200F) an
dem gleichen
Ort auftreten können, so
kann man
ersehen,
daß die Lagerunge-
und Handhabungsprobleme,
die bei verflüe-
sigten Erdölgasen
auftreten, akut sind. Die. üblichen
Empfehlungen
sind, da9
Butan bei einem Druck
von 1,76 bis 5,62
kg/cm2
(25 bis 80 p.e.i.g.)
und Propan
bei 1,76 bis 12,7 kg/cm
2
(25 bis 180 p.s.i.g.)
gelagert werden; diese Drucke
erfordern
eine kostspielige und
komplizierte Anlage
für die Lagerung,
den Transport
und die Brfüllung
der Auflagen der Feuerversicherer.
Heizöls bsw. Brennvle enthalten
schwere Anteile,
welche eine rußige bsw.
unreine Plamoe sowie
Ablagerungen
von Ruß und Koks erzeugen.
Die schwereren Brennöle
können
nicht ohne besondere iferdrmpfungs-y Abns9-
und Brennvorrichtungen
verwendet
werden. Die Herstellung von
Gasöl erfordert eine äraokung.
8s
ist ein Ziel der ]grfinäung, sin #srfahr®n mm
Betreiben
eines Gasbrenners
in diekontinuierliohem Service
mit einem
Brennmaterial votztsehen,
das mit natürlichem Gas (Industrieaas, Stadtgas und dergleichen) austauschbar
ist. Ein
anderes
Ziel der Erfindung
ist es, ein Reservebrennmaterial
vorzu-
sehen, das keine besondere
Lagerunge-
oder Transportaus-
rüstung erfordert, das bei Raumtemperaturen
und Normaldrükken
eine Plüssigkeit
ist und mit oder ohne Anwendung äußerer
Wärme
im wesentlichen vollständig
verdampft. Eine andere
Aufgabe
der
Erfindung
ist es, einen Kohlenwasserstoffdampf anzugeben,
der in einem
Gasbrenner ohne Änderung oder Modifizierung
des Gasbrenners eingeführt werden
kann
und mit
einer reinen blauen strahlenförmigen Flamme von im allge-
meinen
der gleichen Qualität
und den gleieb;en Eigenschaften
brennt wie die
Gasflamme,
die er ersetzt. Dieser Flammen-
typ wird für
Bäckeröfen,
bei Glaspolieranlagen, Lötanlagen
und anderen Anlagen
gefordert, bei
denen eine reine Flamme
benötigt wird,
die genau eingestellt werden
kann.
Die Ziele der Erfindung
werden erreicht, wenn man einen
Gasbrenner
mit einem Dampf-betreibt,
der aus einer beson-
deren, flüssigen,
paraffinischen leiohterdöl-äohlenwasseretoff-graktion
hergestellt worden ist.
Diese Fraktion kann
mit verhältnismäßig
geringen Kosten gewonnen
werden. Nach
einer Ausführungsform
ist diese Ausgangsfraktion das
Raffinat
eines lösungamittele:traktioneverfahrens,
das zum
Extra-
hieren von aromatischen Kohlenwaseeratoffen
aus einem Erdöl-
raffineriestrom
angewendet
wird. Diese Basisfraktion wird mit
Propan, Butan, Pentan
oder einer Mischung
dieser Substanzen
vernetzt, so daB
die fertige Fraktion 1 bis 20 yolt%
dieser
'Materialien
enthält.
Es ist $u
bemerken, daß, wenn
Propan
und Butan in
der Fraktion gründlich
miteinander vermischt
werden, sie aus der
Mischung
bei niederen Drücken nicht so
rasch verdampfen, daü
diese Fraktion
nicht die Naghteild besitzt;
die für Propan,
Butan
und deren Mischungen typisch
sind. Die Quelle
der zu vermischenden
Komponenten
zur Her-
Stellung
der flüssigen Kohlenwasserstoff--Fraktion
ist nicht
ausschlaggebend, solange
die fertige Fraktion
den im folgen-
den
angegebenen Eigenschaften
entspricht. Ausgewählte Fraktionen
der Destillation, Lösungsmittelextraktion, Roformierung
und chemischen
Behandlung
sind brauchbar. Diese Fraktionen
können in irgendeiner geeigneten,
üblichen Weise vorbehandelt
worden, um organieche
und anorganische
Verunreinigungen,
wie
aromatische Kohlenwasserstoffe, Olefine, Polymere, Kautschuk,
Schwefel, metallorganische Verbindungen
und dergleichen zu
entfernen.
Die
Fraktion ist im wesentlichen paraffinisch,
weil sie prin-
zipiell
aus gesättigten aliphatischen
und alicyolisehen
Kohlen-
wasserstotten
zusammengesetzt
ist. Diese können mit Alkylgrup-
peu substituiert sein.
Der Hauptanteil
der gesättigten Kohlen-
wauerstotte
sind aliphatische
äohlenwasserstoffe, d.h..
Paraf-
fine ynd Isoparaffine
mit 5 oder
mehr Kohlenstoffatomen.
Die
Fraktion enthält
nicht mehr als
25 9o1.-%
aromatische und olefinisohe Kohlenwaeseretoffe, d.h.
sie enthält wenigstens
75 9o1.-%
gesättigte Kohlenwasserstoffe,
d.h.
75 bis 100 9c1.-%,
| vorzugsweise 90 bis 100 Vol.-% gesättigte Kohlenwasserstoffs. |
| wenigstens 50 Yot-% der Fraktion bestehen aua aliphatischen |
| gohlenwasserstoffen mit 5 oder mehr Kohlenstöffatomen. Diese |
| sind zum größten Teil Paraffine und Isoparaffine mit 5 bis
8 |
| Kohlenstoffatonen im Molekül. Die Fraktion hat eine API-Diohte |
| von etwa 60 bis 85 Gradeinheiten und einen End®iedepunkt
von |
| etwa 23200 (4500F) (vorzugsweise etwa 93 bis 232°C (200
bis |
| 4'500?)). Eine besonders geeignete Fraktion hat einen Anfangs- |
| siedepunkt von etwa 32 bis 6600 (90 bis 1500F) und einen
End- |
| siedepunkt von 93 bis 1770C (200 bis |
| hat gewöhn- |
| lich eine nahezu wasserhelle Farbe. Der Reid-Dampfdruek
bei |
| 37,80C (100°F) reicht von 0,21 bis 1,12 kg/cm 2 (3,0 bis
16,0 |
| p.e.i.). Die Fraktion ist im wesentlichen schwefelfrei und |
| hat einen Conrad®on-Rohlenstoft@,rert von 0. |
Die ]Icdölfraktion kann
bei Drücken
von Atmosphärendruck
bis
zu Überdrücken,
die für diesen Zweck
an sich bekannt
sind,
transportiert und
gelagert werden. Extreme Tageetemperaturänderungen
und die Nähe
zu einer Anlage,
die Wärme entwikkelt, beeinflussen
die Lagerungsstabilität und
die 8icherheitavorkehrungen t'ür
das Brennöl nicht stärker
als diese
Bedingungen
die normalerweise
gasförmigen Brennstoffe beeinflussen.
| Ein besonderer Vorteil den Brenöla äst die Leichtigkeit, |
| mit der-es verdampft. Obwohl die Flüssigkeit einen Endsiede- |
punkt von bis zu etwa 2320C (4500F
) besitzt, kann sie in
einen Strom eines Trägergaeflo eingeblasen werden, vorzugsweise in Luft bei einer
Temperatur von --1,11 bis 150c'C (30 bis 3000F) und ohne Ausscheidung von Flüssigkeit,
einem Genbrenner
zugeführt werden. Das Brennöl.
bildet einen homo-
genen,
echten Dampf,
der durch den Brenner
streicht und
mit
einer
präzisen, gleichmäßigen Flamme
brennt.
Beim Verdampfen der flüssigen Fraktion
können so niedrige Temperaturen, wie -1,1v0 (300F) angewendet
werden. Bei nie-
deren
Temperaturen kann
durch Variieren der Menge
an Luft im
Einblick
auf das in den Luetatrom eingesprühte Brennöl
in-
| folge der Partialdruokwirkung des Brennöls dafür gesorgt |
| werden, daß in des entstandenen Dampf die geeignete Menge |
| an verdampfter 719ssigkeit enthalten ist, um einen Gaebrenner- |
| Brennstoff zu ergeben. Deshalb sind Verdampfungstemperaturen |
| von etwa -1,1 bis etwa 1500C (30 bis 30007) geeignet.
Der |
| bevorzugte Bereich ist 4,5 bin etwa 121°0 (40 bin 2500g). |
| Diese Temperaturen liegen wesentlich unter den Temperaturen |
| für die SelbetentsUadung und ,graokung. |
In der beigetügten Zeichnung
stellt
Pig.
1 schematisch
eine Vorrichtung zur Durchführung
des erfindungsgemäßen
Verfahrens unter Verwendung
eines Gasvorgenische® dar und
Pig.
2 ist eine schematische Darstellung
einer
anderen
Vorrichtung zur
Durchführung
den Verfahrene
ohne Verwendung eines Ga®vorgeminehee.
Das erfindungegemUe Verfahren
ist auf jede GanvorrichtOW anwendbar,
bei der man einen dampfförmigen
Brennstoff vor-
wenden kann.
Eine form einer solchen Vorrichtung ist in fig.
1
der beigeftigten
Zeichnung gezeigt. flüssiger
Brennstoff wird
bei Raumtemperatur
(etwa
21,1°C (709F))
über die Deitung
1
bei Atmosphärendruck
von einem Tank
2 zugeführt. Der Tank
befindet sich ebenfalls bei
Atmonphärendruok.
Ein positiver
Druck, a.B.
1,07 bis 1.35 kg/om2
(1 bis 5 p.a.i.g.) kann gegebenenfalls
auf den Tank
aufgebracht
werden. Der flüssige
Brennstoff
hat die folgenden Eigenschaften:
| Dichte °API 70,0 |
| Destillationewerte |
| 5 ffe@@ngnniedepunit 9 °Q 2ÖÖ°p |
| 90 % 11000 230°f |
| Endsiedepunkt 149°C 300°h |
| Reig-Dam !druck 1,38 bin 1949 kg/cn2 |
| (38 0 (180U7» (5,, bin 7,o p.s.i.Z.) |
| Bohwefel 09005 gex.-% |
| gohlenwasseretoff$usammenaet$ung |
| Paraffine |
| 04 391 Yol. -96 |
| 05 009 |
| " |
| 06 20,8 " |
| 07 5399 " |
| insgesamt 78,7 Yel.-% |
| Aaphthene 12,7 " |
| gesättigte Bestandteile, 91,4 vol.-% |
| insgesamt . |
| Aromaten, insgesamt 5,6 " |
| Olefine, insgesamt 3,0 " |
Die Leitung
1 enthält eine mit variabler Gesohwindigkeit
ar-
beitende positive Verdrängungspumpe
3, einen Strömungsmesner
4, ein Rücksohlagventil
5, ein 1Kanometer
6, ein Kugelventil 7,
und
sie endigt in der Sprühdüse
B. Ein komprimiertes, vorgeminchtes Gang
vorzugsweise
Luft, wird
über die Leitungen
9
und 10 den
Verdampfungsrohr
11 zugeführt.
Die Zeitung
9 enthält
ein Kugelventil
12. Stickstoff aus der Leitung
13, enthaltend
ein
Kugelventil 14, wird verwendet
um das System auszuspülen.
Die
Zeitung
10 enthält
eine Druokregulierungsvorrichtung
15,
ein
äadelv®ntil
16, einen Strömungsmesser
17 und
ein Abepsrrventil
1Q.
| Der Brennstoff wird im Gegenntrom zu dem Luftstrom eingesprüht: |
| Die Düse befindet sich zentral im Verdampfungerohr. Flüssiger |
| Brennstoff wird in einer Menge von 0,45 bis 3,18 1/Std. |
| (0,1 bis 0,7 gal./hr.) und Luft in einer Menge von 0,113
bis |
| 1,13 m3/8td. (4 bis 40 ft.3/hr.) zugeführt. Die Brennotoff- |
| konzentration in dsm Luftvorgemisch kann von 12 bin 40 9o1.-96 |
| rrariieren, bezogen auf das gesamte Brennstoffgemisch. |
| Das Verdampferrohr 11 ist ein 38 mm a 1,22 m (1 1/2 Zoll |
| z 4 f) Kupferrohr und ist mit einem 110 Volt Nichtohrom- |
| Wideretandserhitzer 19 umwickelt. Die Mischung von verdampftem |
| Brethatoff und Luft wird auf eine Temperatur von etwa 71
bis |
| 930G (1b0 bis 200°F), gemessen durch das Temperaturmeflgerät |
| 20, vorerhitzt. Die Mischung strömt dann durch zwei um 900 |
| gebogene Rohrkrü»er 21 und 22 am Ende des Verdampfungsrohre, |
| die als Flüssigkeitsfalle dienen und flüssigen Brennstoff
ab- |
| scheiden würden, der nicht in Dampfzustand erhalten werden |
| konnte. Bei einer Betriebsdauer von etwa 180 Min. war jedoch |
| keine Plüseigkeit enthalten, trenn der AblaB 23 geöffnet
wurde. |
| Das xesgerät 24 zeichnet den Druck stromabwärts den Syphone |
| (trap) ab und ist ein Maß für den Mündungsdruck. Die Drücke |
| reichen von 1 bis 1,5 kg/032 (0 bis 7 p.s.i.g.). |
| Das verdampfte Brennstoff-Luftgeaisch strömt durch
die Lei- |
| tung 25, die ein Stöpaelventil 26 und eine Aneaugevorrichtuua |
| 27 enthält, die aus einer einstellbaren primären Luftkontrolle |
28 und einer Düne 29 beeteh4, in einen Bcndgaabrenner 30. Natürlichen
Glas
wird durch die leiteng
319 enthaltend
das
Ventil 32,
zugeführt
und die beiden Brennstoffe können dem
Brenner austauschbar
durch Öffnen und Schließen
der geeig-
neten Ventile in des Bysten
zugeführt
werden. Bei der A»-führung
der Änderung muß man
nicht die primären Dufteinetellungen ändern
oder die Brennermündungen
modifizieren. ?alle erwüneoht, kann
das Umwechseln
durch au
sich bekannte automatische Vorrichtungen
erfolgen.
?1g.
2 erläutert
ein Verfahren
und eine Vorrichtung zum
Betrieb
eines GEaebrennere
auf der Basis
einen verdampften flüssigen Brennstoffe
ohne
Verwendung einen Gaevorgemiechee,
um die
?lüesigkeit
zu verdampfen.
Der flüeeige Brennstoff kann
der
gleiche nein wie
der oben beschriebene Brennstoff.
Der Brenn-
stoff gelangt vom
Tank
101 durch die Leitung
102 $u
dem Bren-
ner, ohne
ihn
zu verdampfen.
Die Leitung 102 enthält
eine
Pumpe 103,
einen Strömung«eener 1049
ein Ungehungeventil 105, ein Manometer
106 und ein Kugelventil
107. Die Leitung endigt
in der Düse 110.
Die DU» sprüht direkt in
den Brenner. Das flüeeige Brenmssterial kann
erhitzt werden, doch ist dien
nicht notwendig.
Die von der Leitung
101 zugeführte primäre
Luft wird mit den aus der Düne versprühten
Brennstoff vermischt.
Der Druck
an der Düne kann
1 bin 8 kgt'cm2
(0 bis
100 p.e.i.g.)
betragen. Die primäre Duft kann erhitzt
werden oder, falle erwünscht', ninht erhitzt nein, Wcboi Dufttemperaturen von
10 l#I.
205°0 (15 bis 100®f)
befriedigend sind.
Der Luftdruck kann
von 1,05 bis 7,03 kg/cm2
(15 bis 100 p.s.iag.)
reichen. En
wird genügend
Luft hinzugegeben,
um ein Verhältnis
von etwa
2,83 bin 34 m3
(100 bis 1 200 cubic foot)
Luft pro
3,6 1
(1 gallon)
Öl zu ergeben. Dieses Verhältnis
ergibt ein
Vor-
brennungegemisch
mit einem
Gehalt von 2 bis 20 Vol.-% verdampftem
Ö1,
bezogen auf das gesamte
Gewicht. Hei
der in
F1;.
2 gezeigten Ausführungsform
ersetzt die Düne 110 und
die Luftleitung
111 die Gasmündung und
die Einnaugvorrichtung. Wenn
auch diese
Ausführungsform.
eine Änderung
an der Anlage
erfordert, so ist
doch weder ein Verdampfer
noch ein Vormisohen
mit einem Trägergas
erforderlich.
Die obige Beschreibung zeigt,
da® ein gasförmiger
Brennstoff
austauschbar
in einer Einheit für
normales Gas verbrannt
werden
kann, ohne daß
eine besonders umfangreiche Ausrüstung zum
Betrieb für
flüssigen Brennstoff erforderlich wäre. Das
Verfahren
ermöglicht
einen schnellen Austausch von Gas iu Flüssigkeit
und umgekehrt,
weil ein einziger üblicher Brenner-
kopf und eine Nischkammer
verwendet werden kann.
In der Mndung®düee sammelt eich nach
zahlreichen Betriebszyklen wechselnd zwischen
Gas- und flüseigkeitszufuhr
kein Koks
und Bub an.
Die flumenqualität
ist unter beiden
Betriebobedingungen gewöhnlich ohne Nachjustieren
der primären Lufteinstellung
kon-
etant:
Die !!lamme
ist sauber und blau mit wenig oder keinen
gelben
Spitzen. Es gibt keine Probleme hinsichtlich
des Abhebene
oder des
Rüekechlagene
von Flammen, und
man kann
an-
nehmen, daß dies
auf die größere Flammengeeehwindigkeit
ist. Die oberhalb des Brenners
abgegebene Wärmemenge
scheint größer
zu sein als die von Gas.
Ein
für
142 900 kcal/Std.
(36 000 B!t'ü/hr.) vorgeae$ener
Bren-
ner
(Gas) kann
mit 47 600 bis 420 7't0 kcal/Std.
(12 000 bis
106
000 BTÜ/hr.) verdampftem flüssigen
Brennstoff betrieben
werden. Wenn
Gas verwendet
wird, hat das Betriebspersonal
zur
Steuerung
der Verbrennung nur
eine einzige Möglichkeit,
das
ist der
Gasdruck. Die erfindungsgemäß zugefUhrte Plü®oigkeit
ergibt jedoch für das
Bedienungsperoonal zwei Steuerungsmöglichkeiten,
nämlich hinsichtlich
des Drucke und der Eigenschaft
des flüssigen Brennstoffe in dem Brennetoff-Luft-Gemioch.
Offensichtliche Abweichungen
sollen in den Rahmen
der vor-
liegenden
Erfindung
und der Patentansprüche fallen. Das
Ver-
fahren ist
allgemein
auf übliche Gasbrenner anwendbar. wenn
der flüssige Brennstoff
in Berithrung
mit einem Gas verdaspft
wird, kam
irgendein geeignetes,
vorgemisehtes
Gas oder Trä-
gergas, z.B.
Luft, mit Sauerstoff angereicherte
teuft,
Stiok-
Stoff, Helium, C02, 009 Dempfrauehgae (eteam
flus gas) und
andere Gase sowie Mischungen
hiervon verwendet
werden.
| Jede Brennstoffkomponente und jeden Vorrichtuneaele-- |
| ment kann durch direktes Erhitzen oder durch äreielaurführung |
erhitzt werden.
Der Beginn
des Brennens, das Überwechseln und
das Beendigen
des Brennens kann
automatisch unter Verwendung der
üblichen
elektrischen, mechanischen Vorrichtungen oder einer Kombination
hiervon.,gesteuert
werden.