DE1551686A1

DE1551686A1 - Smoke gas generator

Info

Publication number: DE1551686A1
Application number: DE19671551686
Authority: DE
Inventors: Zoltan Asztalos; Biro Dr Attila
Original assignee: Koho es Gepipari Miniszterium
Current assignee: Koho es Gepipari Miniszterium
Priority date: 1967-05-19
Filing date: 1967-05-19
Publication date: 1970-05-27
Also published as: DE1551686B2

Description

RAUCHG.ASGENERATOR Die Erfindung betrifft einen Rauchgasgenerator zur Rauchgasgewinnung durch stlifenlose Verbrennung von flüssigen oder gasartigen Stoffen.SMOKE GAS GENERATOR The invention relates to a smoke gas generator for the extraction of flue gas through stifle-free combustion of liquid or gaseous Fabrics.

Das Verfeuern des Brennstoffes erfolgt im allgemeinen im Betriebsraum von Industrieöfen, Kesseln oder anderen Industrieanlagen, die die Wärme ausnutzen. Das gemeinschaft-* liche Kennzeichen solcher Feuerungsarten ist, daß die Verbrennungsluft mit dem Heizmaterial in einer Stufe oder in mehreren Stufen in der Weise vermischt werden, daß aus der Feuerungsanlage ein Gemisch mit Gehalt von brennfähigem Stoff in den Betrieberaum der Industrieanlage gelangt. Bei eini#zen Industrieanlagen ist es jedoch erforderlich, daß ein Gemisch ohne Gehalt an brennfähigen Stoffen von geregelter Temperatur in die Verbraucheranlage gebracht wird. So etwas kommt z.B. im Falle der Ölheizung von Hochofenlufterhitzern vor, wenn das Öl weder in Form von Tropfen noch in Form von Ölgas unmittelbar in den Lufterhitzer zu bringen ist. Bei anderen Öfen dürfen infolge der technologischen Umstände nur Rauchgase von niedriger Temperatur mit den erwärmten Stücken in Berührung gesetzt werden. Ähnliches kommt in der Keramikindustrie, Feuertonindustrie, in Kalkwerken, usw. vor, Um die obigen Erfordernisse zu sichern, wird die sogenannte Toroidbrennkammer angewandt. Die gemeinschaftliche Eigenschaft dieser Anlage und ähnlicher Anlagen ist, daß in ihrem Betriebsraum eine unregelmäßige turbulente Strömung entsteht.The fuel is generally burned in the operating room of industrial furnaces, boilers or other industrial plants that use the heat. The common characteristic of such types of firing is that the combustion air is mixed with the heating material in one stage or in several stages in such a way that a mixture containing combustible material reaches the operating room of the industrial plant from the firing system. In the case of some industrial plants, however, it is necessary that a mixture without a content of combustible substances is brought into the consumer plant at a controlled temperature. This happens, for example, in the case of oil heating in blast furnace air heaters, when the oil can not be brought directly into the air heater either in the form of drops or in the form of oil gas. In the case of other ovens, due to the technological circumstances, only low-temperature flue gases may come into contact with the heated pieces. Something similar occurs in the ceramics industry, fire clay industry, lime works, etc. In order to ensure the above requirements, the so-called toroidal combustion chamber is used. The common feature of this system and similar systems is that there is an irregular turbulent flow in their operating room.

Der Nachteil solcher-Generatoren ist, daß die Wände mit Verbrennungsprodukten hoher Temperatur in Berührung kommen und in kurzer Zeit abgenutzt werden. Außerdem ist der Raumbedarf der Verbrennung wegen der Mangelhaftigkeiten der Vermischungsverhältnisse sehr groß. Z.B. kann sich im Generatorraum von 1 m3 eine Wärmemenge von höchstens 8 Millionen Keal/Stunde freimachen.The disadvantage of such generators is that the walls come into contact with high temperature combustion products and wear out in a short time. In addition, the space required for the combustion is very large because of the inadequacies of the mixing ratios. For example, a maximum of 8 million keal / hour of heat can be released in the 1 m3 generator room.

Zweck der Erfindung ist die Erzeugung eines Rauchgasgenerators, der die Nachteile der bekannten Rauchgasgeneratoren beseitigt und dessen Rauminhalt den Bruchteil der bekannten Rauchgasgeneratoren 2-#.--asmacht. Die Erfindung ist also ein Rauchgasgenerator zur Rauchgasgewinnung durch stufenlose Verbrennung von flüssigen oder gasartigen Stoffen.The purpose of the invention is to produce a smoke gas generator that the disadvantages of the known smoke gas generators eliminated and its volume the fraction of the known smoke gas generators 2 - # .-- as makes. the The invention is therefore a smoke gas generator for the extraction of smoke gas by means of a continuously variable speed Combustion of liquid or gaseous substances.

Das Wesentliche der Erfindung liegt darin, daß der an einem Ende mit mittig angeordneter, zylinderförmiger Brennstoffeintrittsöffnung versehene, durch nach innen konkave Halbkugel begrenzte und am anderen Ende offene Betriebsraum des Rauchgasgenerators mittels eines Gurtringes in mindestens zwei aneinander änschließende Raumteile geteilt ist, und in der Mantelfläche der so geformten Raumteile tangentiale Lufteintrit-t& mündungen angeordnet sind, die in dem mit der Brennstoffeinführungsöffnung versehenen Raumteil mit dessen Achse jeweils einen spitzen Winkel einschließen, der mit seiner Spitze zur BrennstoffeinführungsÖffnung hinweist, und daß ferner die Lufteintrittsmündungen mit einem um die Außenfläche des zylinderföre# migen Betriebsraumes angeordneten mit Zuführungsstutzen versehenen Luftrnlim verbunden sind.The essence of the invention is that at one end with centrally arranged, cylindrical fuel inlet opening provided through inwardly concave hemisphere limited and at the other end open operating space of the Smoke gas generator in at least two adjacent ones by means of a belt ring Parts of space is divided, and tangential in the outer surface of the parts of space formed in this way Air inlet and orifices are arranged in the one with the fuel inlet opening provided part of the room with its axis each enclose an acute angle, that points with its tip to the fuel inlet opening, and that further the air inlet mouths with one around the outer surface of the cylinder The operating room arranged with supply nozzles is connected to the air vent are.

Nach der Erfindung gelangt also die zur stufenlosen, schnellen Verbrennung des Brennstoffs erforderte Brennluft durch die zahlreichen, entlang der Seitenwand der Generatorräume unregelmäßig angeordneten Lufteinführungsspalte in den Generatorraum und sie kühlt inzwischen die Seitenwand des Generators ab. Dadurchg daß die Luft im Brenn aum nach dem Brenner gerichtet wird, kann es erzielt werden, daß auch der stark in Anspruch genommene Raumteil eine angemessene Kühlung erhält.According to the invention, the combustion air required for the continuous, rapid combustion of the fuel reaches the generator room through the numerous air inlet gaps, which are irregularly arranged along the side wall of the generator rooms, and it cools the side wall of the generator in the meantime. Dadurchg that the air in the combustion aum after the burner is directed, it may be obtained that also the heavily unused space part receives adequate cooling.

Die Gurtringe, die die Vergasungsräume in zwei oder mehrere Reiimteile teilen, dienen zur besseren und beschleunigten Vermischung von Luft und Brennstoff. Zweckmäßig ist es nach der Erfindung, den mit Brennstoffeintrittsmündung versehenen Raumteil 2 bis 5-mal länger als die anderen Raumteile auszugestalten; die Querschnittsfläche der durch den Gurtring, der die Betriebsräume trennt, gebildeten Verengung beträgt 30-80 % der Querschnittsfläche des mit Brennstoffeintrittsmündung versehenen Raumteiles.The belt rings, which divide the gasification chambers into two or more parts, serve to improve and accelerate the mixing of air and fuel. It is expedient according to the invention to make the space part provided with the fuel inlet opening 2 to 5 times longer than the other space parts; the cross-sectional area of the constriction formed by the belt ring, which separates the operating rooms, is 30-80% of the cross-sectional area of the space part provided with the fuel inlet opening.

Das Brennen spielt sich entlang der Längsachse des Generatorraumes in der Weise ab, daß die Rauchgase hoher Temperatur nicht mit der Seitenwand der Generatärkammer in unmittelbare Berührung kommen. Der Brennstoff wird durch das Ändern der durch die zur Lufteinführung dienenden Mündungen eingeleiteten Luftmenge mit dem beliebigen Luftüberschuß verbrannt und die Temperatur des dem Rauchgasgenerator austretenden Rauchgases kann in Funktion der Länge des Generators auf ein dem technolorrischen Zweck am vorteilhaftestens entsprechendes Niveau geregelt werden.The burning takes place along the longitudinal axis of the generator room in such a way that the high temperature flue gases do not hit the side wall of the Generator chamber come into direct contact. The fuel is made by the Changing the amount of air introduced through the orifices used for introducing air burned with any excess air and the temperature of the smoke gas generator Exiting flue gas can be a function of the length of the generator on the technoloric Purpose to be regulated at the most advantageous appropriate level.

Die Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel auf Grund einer Zeichnung ausführlich dargelegt, wo Figur 1 der senkrechte Längsschnitt des Rauchgasgenerators nach Erfindung, Figur 2 der Querschnitt des auf Figur 1 dargestellten Rauchgasgenerators entlang der Linie II-II, Figur 3 der Schnitt der Figur 1 entlang der Linie II-Iiit Figur 4 der Schnitt der Figur 1 entlang der Linie IV-IV ist.The invention is explained in detail using an exemplary embodiment on the basis of a drawing, where Figure 1 shows the vertical longitudinal section of the smoke gas generator according to the invention, Figure 2 shows the cross section of the smoke gas generator shown in Figure 1 along the line II-II, Figure 3 shows the section of Figure 1 along the line Line II-Iiit Figure 4 is the section of Figure 1 along the line IV-IV.

Der aus feuerfestem Stoff gefertigte zylinderförmige Betriebsraum 3 des am Ausführungsbeispiel dargestellten Rauchgasgenerators 9 ist an einem Ende durch eine nach inn #konkave Halbkugel begrenzt, während das andere Ende en c# offen ausgestaltet ist. An der als nach innen konkaven Halbkugel gebildeten Verschlußmauer ist ein Brennstoffeinführungsschlitz 2 mittic ausgestaltet. In der Mittellinie U CD des Einführungsspaltes 2 ist ein Brennstoffzerstäuber montiert. Der Betriebsraum zylindrischer Form 5 ist durch einen Gurtring auf 3 oder 4 Betrieberaumteile geteilt, Der mit dem Betriebseinführungsspalt 2 ausgestaltete Raumteil 3 ist am Ausführungsbeispiel dreimal länger gebildet als der Raumzz teil 4. Der aus Brennstoff gebildete Brennraum 9 von zylindrischer Form ist durch einen Mantel 6 aus Blechmaterial umschlossen. Zwischen der äußeren Mantelfläche des Gemäuers des zylinderförmigen Betriebsraumes 9 aus feuerfestem Stoff und dem Mantel 6 ist ein Luftraum 10 gestaltet. Der Luftraum 10 ist mit einem Zuführungsstutzen versehen. An der Mantelfläche der Raumteile 3 bzw. 4 sind Lufteinführungsspalte 7 -tangential ausgestaltet. In dem mit dem Brenneinführungespalt 2 versehenen Raumteil 3 sind die tangentialen Lufteinführungsepalte 7 in der Mittellinie des Brennstoffeinführungsspaltes 2 in einem nach dem Einführungsspalt 2 spitzen Winkel gebildet. Die freie Querschnittsfläche der durch den Gurtring 5 ausgestalteten Verengung beträgt bloß 30 bis 80 % der Querschnittsfläche des mit Brennstoffeinführungsspalt 2 versehenen Raumteiles 3. Der Austrittspalt 8 des letzten - am Ausführungsbeispiel 4 - Raumteils des Rauchgasgenerators ist gleichfalls enger als der Innenquerdurch-.schnitt des Raumteiles 4.The cylinder-shaped operating space 3 of the smoke gas generator 9 shown in the exemplary embodiment is made of refractory material and is delimited at one end by a hemisphere that is concave towards the inside, while the other end is designed to be open. A fuel inlet slot 2 is configured on the locking wall, which is formed as an inwardly concave hemisphere. A fuel atomizer is mounted in the center line U CD of the inlet gap 2. The operation room cylindrical mold 5 is divided by a belt ring 3 or 4 Structures room parts, the configured with the operation of introduction gap 2 chamber portion 3 is formed on embodiment three times longer than the Raumzz part 4. The combustion chamber is formed from fuel 9 is of a cylindrical shape by a jacket 6 Enclosed from sheet material. An air space 10 is designed between the outer jacket surface of the walls of the cylindrical operating space 9 made of refractory material and the jacket 6. The air space 10 is provided with a supply port. On the outer surface of the room parts 3 and 4, air inlet gaps 7 are tangential. In the space part 3 provided with the fuel introduction gap 2, the tangential air introduction gaps 7 are formed in the center line of the fuel introduction gap 2 at an acute angle after the introduction gap 2. The free cross-sectional area of the constriction formed by the belt ring 5 is only 30 to 80% of the cross-sectional area of the space part 3 provided with the fuel inlet gap 2. The exit gap 8 of the last - in exemplary embodiment 4 - space part of the smoke gas generator is also narrower than the inside cross section of the space part 4th

Im Laufe des Betriebs wird der Brennstoff durch den .Zerstäuber 1 gesprüht und der gesprühte Brennstoff tritt über den Einführungsspalt 2 in den Betriebsraumteil 3 ein. Das Eintrittscemisch wird samt der über de# Luftspalte 7 aus dem Luftraum L, strömenden Luft mittels des wunschgemäßen Luftüberschusses verbrannt. Die aus dem Luftraum. 10 einströmende Luft strömt im Betriebsraumteil 3 gegen den Spalt 2 entlang der Wand und indem sie das feuerfeste Gemäuer 9 von innen her abkühlt, mischt sie sich gesetzmäßig mit dem Brennstoff. Die Ha-lbkugelausführung lenkt die strömende Luft wieder vorwärts in der Mittellinie. Das so ausgestaltete - nunmehr - Rauchgas mischt sich im Raumteil 4 wunschgemäß mit der über die tangentialen Spalte 7 einströmenden Luft weiter, dann das Rauchgas als Endprodukt verläßt den Generator durch den Austrittespalt.During the operation of the fuel is sprayed by the .Zerstäuber 1 and the sprayed fuel occurs in the operation space portion 3 via the introduction gap. 2 The inlet mixture, together with the air flowing through the air gap 7 from the air space L 1, is burned by means of the desired excess air. The ones from the airspace. 10 inflowing air flows in the operating room part 3 against the gap 2 along the wall and by cooling the refractory masonry 9 from the inside, it mixes regularly with the fuel. The half-ball design directs the flowing air forward again in the center line. The so designed - now - flue gas mixes in the room part 4 as desired with the air flowing in via the tangential gap 7 , then the flue gas as the end product leaves the generator through the exit gap.

Gemäß der Erfindung wird die Außenseite des Rauchgasgenerators durch den Luftraum 10 und die Innenseite durch die über die tangential angeordneten Spalte 7 strömende Luft gekühlt, d.h. bei der'Ausführung nach Erfindung kann das Spülen entlang des vollen Gemäuers des Generatorraumes mittels der Drehbewegung vollführenden Luft verwirklicht werden, was bei den bisher bekannten Einrichtungen nicht gelöst worden war, Überdies ist noch infolge der Mischwirkung der Gurtringe die Möglichkeit, den zur Verbrennung erforderlichen Raum geringer und vorteilhafter zu gestalten als 'I,ei- allen bisher bekannten Einrichtungen. Der Rauchgasgenerator nach Erfindung eignet sich zur Gewinnung von Rauchgas-Luft-Gemisch beliebiger Temperatur aus irgendeinem Brennstoff, u.zw. mit höchster Betriebssicherheit, Leistung und mit höchstem Wirkungsgrad; deshalb ist der Rauchgasgenerator nach Erfindung zur Heizung von Hochöfen, Lufterhitzern, Ölheizungskupolöfen, Keramik- und Kalkwerköfen usw. vorzüglich geeignet.According to the invention, the outside of the smoke gas generator is cooled by the air space 10 and the inside by the air flowing over the tangentially arranged gaps 7 , that is, in the embodiment according to the invention, the flushing can be carried out along the full walls of the generator room by means of the rotary movement of air What had not been solved in the previously known devices. Furthermore, as a result of the mixing effect of the belt rings, there is still the possibility of making the space required for combustion smaller and more advantageous than all previously known devices. The flue gas generator according to the invention is suitable for obtaining a flue gas-air mixture of any temperature from any fuel, u.zw. with the highest level of operational safety, performance and the highest level of efficiency; therefore the flue gas generator according to the invention is particularly suitable for heating blast furnaces, air heaters, oil heating cupolas, ceramic and lime kilns, etc.

Claims

PATENT CLAIMS C, -) Flue gas generator for the production of flue gas by stepless combustion of liquid or gaseous substances, characterized in that its operating space provided at one end with a centrally arranged, cylindrical fuel inlet opening (2), delimited by an inwardly concave hemisphere and open at the other end is divided by means of a belt ring (5) into at least two adjoining room parts (3, 4), and tangential air inlet windings (7) are arranged in the outer surface of the room parts (3, 4) formed in this way, which are in the one with the fuel inlet opening (2) Provided Raiimteil (3) with its axis each enclose an acute angle, which points with its tip to the fuel inlet opening (2), and that furthermore the air inlet openings (7) are connected to an air space (10) arranged around the outer surface of the cylindrical operating area and provided with feed nozzles are.

2. Smoke passage generator according to claim 1, characterized in that the space part (3) provided with the fuel inlet opening (2) is 2 to 5 times longer than the other space parts (4). 3. smoke gas generator according to claim 1 or 2, characterized in that the cross-sectional area of the Ver eßngung formed by the belt ring (5) 30-80% of the cross-sectional area of the fuel inlet with the fuel inlet (2) provided roughness part (3) .