DE1801469C3 - Fackelbrenner - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Fackelbrenner /um Verbrennen von Abgiis mit mehreren Treibmittclinjek torcn /um Einblasen von Verbrennungsluft unter einem spitzen Winkel zur Brennerlängsaehse in den Abgasstrom im Brennerkopf

Das Verbrennen von Abgas wird /.B. in der chemischen und petrochcmischcn Industrie und im Raffineriewesen angewandt und dient da/u, das bei einem speziellen Prozeß anfallende Rest- oder Abgas /u Verbrennen. Erwünscht ist eine rauchlose und geräuscharme Verbrennung dieser Gase um Ende eines Kamins. Bei emem bekannten Fackelbrenner (US-PS 24 80 230) ist ein konischer Haubenmantel so mit Abstand über das Austrittsende des Abgaskamins gesetzt, daß der Abgasstrom durch den so gebildeten Ringspalt Umgebungsluft mitreißt, die /ur Verbrennung dient. Die Menge und Richtung der angesaugten Luft sind hierbei mehr oder minder dem Zufall überlassen, so daß nicht sichergestellt ist. daß eine optimale und vollständige Verbrennung des Abgases erfolgt. Auch die Durchmischung des AbgasMromes mit der Verbrennungsluft ist nur unzureichend.

Bei einem bekannten Fackelbrenner de:· eingangs genannten Art (US-PS 25 06 972) wird die Verbrennungsluft von Dampfinjektoren angesaugt und in den Brennertopf eingeblasen. Bei diesem Brenner ist keine vollständige und rauchlose Verbrennung sichergestellt. Vor allem arbeitet der Brenner sehr geräuschvoll.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Fackelbrenner der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß eine geräuscharme, vollständige und rauchlose Verbrennung sichergestellt ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Treibmittclinjektoren nach dem Coanda-Effekt arbeiten und daß die Achsen der Trcibmiuelinjektoren inner einem snit/.en Winkel /ur Brennerlängsaehse

verlaufen.

Die Injektoren führen dc;n Abgas die Tür eine

vollständige Verbrennung benötigte l.uftmengc zwung-

laufig und unabhängig von den Slrömungsverhältnissen

am Kaminaustritt zu. Durch die Schrägstellung der Injektoren erfolgt eine gründliche Durchmischung des

Abgases mit der Verbrennungsluft, was für eine

vollständige, rauchlose und geräuscharme Verbrennung

wichtig ist. Diese Wirkung wird vor allem durch den

ίο Coanda-Effekt erreicht.

Der Coanda-Effekt selbst und mit diesem Effekt arbeitende Brenner sind an sich bekannt (US-PS 36 95 820.GB-PS12 78 577).

Die Unteransprüchc betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

In der Zeichnung ist als Beispiel eine Ausführungsform eines erfindungsgemaßen Fackelbrenners dargestellt: es zeigt

F i g. 1 den Fackelbrenner in seitlicher Ansicht.

F i g. 2 die Draufsicht /u F i £. 1.

Fig. 3 das obere Ende der Darstellung in Fig. I in größerem Maßstab.

F i g. 4 ein in F i g. 3 durgestelltes Organ im größeren Maßstab.

Der in Fig. I dargestellte Fackelbrenner besteht aus einem oberen Rohrstück IJ und einem unteren Rohrstück 14.

Letzteres hat an seinem unteren Ende einen Flansch 11, mit dem der Fackelbrenner an einen feststehenden.

nicht dargestellten Kamin angeschlossen wird. Der konvergente Kopf 30 des Fackelbrenners ist mn dem oberen Rohrstück 13 z. B. du κ h Vh weißung \ erblinden und besitzt ein kegelstumpfformiges Unterteil Li und ein rohrförmigcs Oberteil I. Dieses Oberteil I bildet einen Brennerkopf mit einer Austrittsöffnung 50 und ist mit einem hiizebcständigen Werkstoff 15 ausgekleidet.

Der Fackelbrenner besitzt drei Brenner 2(Fi g. 2). die rings um die Austrittsöffnung 50 angeordnet sind und die Aufgabe haben, das austretende Gas zu zünden.

Jeder Brenner hat zwei Rohre i und β. die in eine Brennerdüse 2.) münden und am Kopf des Fackelbrcnners mit Hähern 4 und 5 befestigt sind. Das innere Ende des kegelstumpfförrnigen Unterteiles Lj tragt eine Ringleitung 7. die an eine an den Rohrstücken 13 und 14 des Fackelbrenners mit Konsolen 9 befestigte Dampfleitung 10 angeschlossen ist. Das untere Ende dieser Dampfleitung weist einen Flansch 12 auf. mn dem sie an eine (nicht dargestellte) Haupidampfleiumg angeschlossen ist.

Der Aufbau des konvergenten Fackelbrennerkopfes ist im einzelnen in F 1 g. 3 dargestellt. Er besit/t auf zwei Kreisen angeordnete Treibmittelinjektoren 40 und 4L deren Achsen schräg /ur Brennerlängsaehse verlaufen; in Fig. 3 sind zwei dieser Treibmittelinjektoren /u sehen Die Achsen der Treibmittelinjektoren bilden einen Winkel von etwa 45' mit der Brennerlängsaehse und die Achsen der Treibmittelinjektoren 41 einen Winkel von etwa 30 . Die Treibmittelinjektoren saugen außerhalb des Kamines Luft an und blasen sie in den Kopf 30. wo diese Luft auf den Hauptgasstrom trifft, der durch den Kamin nach oben strömt.

Aufbau und Wirkungsweise der Treibmittelinjektoren 40, 41 beruhen auf dem Coanda-Effekt; ais Treibmittel wird bevorzugt Dampf b jiuitzt, obwohl man in gleicher

⁶S Weise Druckluft hierzu verwenden könnte. Der Dampf wird jedem Treibmittclinjektor 40.41 durch ein Rohr 42 aus der Ringleitung 7 zugcfül'n t. In einer Abwandlungsform können die Injektoren in gleicher Weise durch

Ventunrohre gebildet sein.

Der Lackelbrennerkopf besitzt Ansdilulisiücke 43.44. tue ebenfalls auf zwei Kreisen angeordnet sind und die Treibmiitelinjekioren 40 bzw. 41 aufnehmen. In L ig. J sind vier solche Ansehiußsuicke dargestellt, dl·; bezüglich der Längsachse des Fackelbrenncrs "chwenkbar sein können.

Zentral im Fackelbrennerkopf 30 ist ein den Gasstrom ablenkender Ablenkkorper 45 angeordnet. Lr wird von Stangen 46 getragen, die radial von der Innenwand d-js Kopfes ausgehen. I'ig. 4 zeigt diesen Ablenkkorper im Schnitt. Hr hat zwei Ablenkwände 46'. die an ihrer Verbindungsstelle eine Nase 47 bilden. Das Gas-Luft-Gemisch tritt aus der Austriusoffnung 50 aus. wo es durch die Brenner 2 gezündet wird.

Der beschriebene Kackelbrenner .irbciiet wie folgt: Das Gas strömt in bekannter Weise nach oben, bis es auf den Ablenkkorper 45 trifft, der den Gasstrom teilt und zur Innenwand des Fackelbrennerkoples hin ablenkt. Die Treibmittelinjcktoren 40.41 sauüen limL'cbungslult an und blasen sie in den Gasstrom. Der Ablenkkörper 15 ist so ausgebildet und die Treibniutelinjektoivii 4Ü. 41 sind so angeordnet, dall das Gas und die Luft unter einem Winkel von nahezu 40 aufcinandertrellen. ohne daß ein schädlicher Gegendruck gegen den Gasstrom im Kamin entsteht. Die Methoue. das austretende Gas mit Hilfe von Brennern 2 zu zünden, ist bekannt, und es genügt hier die Angabe, dall diese Brenner entweder mit Atmosphärendruck oder mit Überdruck arbeiten können.

Die 1 reibmiiielinjekioren 40. 41 können Ilh ein Verhältnis von ungefähr 20 kg induzierter Luft pro 1 kg verbrauchten Dampfes ausgelegt sein. Für eine vollständige, rauchlose Verbrennung mit dem erfindungsgemäßen Fackelbrenner mit konvergentem Kopf wurde berechnet.daß 4 kg Luft pro kg Gas erforderlich sind. Ls genügt also der h'insat/ von 0.2 kg Dampf pro kg Gas. was gegenüber der Arbeitsweise bekannter I .ickelbrenner eine beträchtliche Verbesserung darstellt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Fackelbrenner zum Verbrennen von Abgas mit mehreren Trcibmittelinjcktorcn zum Einblasen vom Verbrennungsluft unter einem spitzen Winkel zur Brennerlängsaehse in den Abgasstrom im Brennertopf, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibmittelinjektoren (40.41) nach dem Coanda-Effekt arbeiten und daß die Achsen der iYeibmiuelinjcktoren unter einem spitzen Winkel zur Brennerlängsaehse verlaufen.

2. Fackelbrenner nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibmitteiinjektoren (40. 41) in mindestens zwei konzentrischen Kreisen angeordnet sind und von Anschlußstücken (43, 44) getragen sind, die bezüglich der Brennerlängsachse schwenkbar sind, und daß die Achsen der Treibmittelinjektoren (40) des einen Kreises einen Winkel von etwa 45 und die Achsen der Treibmittelinjektoren (41) des anderen Kreises einen Winkel von etwa 30 nut der Brennerlängsaehse bilden.

3. Fackelbrenner nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß ein zentraler Ablenkkörpcr(45) zwischen dem Brennereinlaß und dem Brennerauslaß angeordnet ist. um das Abgas nach außen in Richtung /u den Trcibmiuelinjektoren (40. 41) abzulenken.