DE19544683A1 - Katalytischer Brenner - Google Patents
Katalytischer BrennerInfo
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- DE19544683A1 DE19544683A1 DE1995144683 DE19544683A DE19544683A1 DE 19544683 A1 DE19544683 A1 DE 19544683A1 DE 1995144683 DE1995144683 DE 1995144683 DE 19544683 A DE19544683 A DE 19544683A DE 19544683 A1 DE19544683 A1 DE 19544683A1
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C13/00—Apparatus in which combustion takes place in the presence of catalytic material
Landscapes
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Description
Die Erfindung betrifft einen katalytischen Brenner nach dem Oberbegriff des
Patentanspruches 1.
Katalytische Brenner dienen der flammenlosen Umsetzung eines Brenngas-
Luft-Gemisches bei relativ niedrigen Temperaturen. Dabei wird das Gemisch
an katalytisch beschichteten Flächen vorbeigeführt. Nach dem Erzielen einer
Starttemperatur von etwa 350°C durch einen Startbrenner erfolgt dort die
flammenlose Umsetzung mit äußerst umweltfreundlichen Emissionswerten.
Die DE 42 04 320 C1 beschreibt einen solchen katalytischen Brenner mit einer
2-stufigen Reaktion. Zunächst erfolgt eine Umsetzung des Gemisches in einem
Spaltbrenner. Die weitere Umsetzung wird dann in einem nachgeschalteten
monolitischen Brenner nach Art eines Wabenkatalysators vorgenommen. Die
bei der Umsetzung erzeugte Wärme wird an ein Kühlmedium, beispielsweise
an Heiz- oder Brauchwasser, ab gegeben, so daß auf diese Weise ein
Wassererwärmer mit optimalen Betriebsergebnissen geschaffen werden kann.
Bei einem als Spaltkatalysator aufgebauten Brenner besteht das Problem, daß
die Umsetzungs- und Temperaturverteilung über die Länge des
Reaktionsspaltes schwierig zu steuern ist. Es kann dabei zu lokalen
Überhitzungen kommen. Eine solche ungleichmäßige Temperaturverteilung
mit lokalen Überhitzungen wirkt sich auf die Lebensdauer der
Katalysatorstufe und auf das Ergebnis der Umsetzung negativ aus.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen katalytischen Brenner zu
schaffen, bei dem eine möglichst genaue Steuerung der Temperaturverteilung
und der Umsetzung vorhanden ist.
Der katalytische Brenner nach der Erfindung besitzt die im Patentanspruch 1
genannten Merkmale.
Statt eines Reaktionsspaltes besitzt der Brenner eine Vielzahl von
Reaktionskanälen, wie es von dem nachgeschalteten Wabenkatalysator an sich
bekannt ist. Wesentlich ist dabei, daß die katalytische Beschichtung je nach
dem in den einzelnen Zonen zu erwartenden Umsetzungsgrad variiert und daß
äußere Vorsprünge vorhanden sind, die einer gezielten Wärmeabfuhr an ein
wärmeüberführendes Medium dienen. Durch die sich über die Länge der
Reaktionskanäle verändernde katalytische Beschichtung wird auf die
Umsetzung des Gemisches und damit auf die Temperaturverteilung Einfluß
genommen. Ergänzend dazu wird auch noch die Wärmeabfuhr gezielt
beeinflußt, so daß die Gefahr einer Überhitzung weitgehend ausgeschaltet ist.
Der katalytische Brenner wird aus ebenen und im Querschnitt gewellten Ble
chen gebildet, die in einer großen Anzahl zu einer Einheit zusammenzufügen
sind. Die Wellen bilden dabei in Verbindung mit den benachbarten ebenen Ele
menten die unterschiedlichen Längskanäle. Dabei sind die einzelnen Bleche
über unterschiedliche Längen katalytisch beschichtet und dann derart zu einer
Einheit zusammengefaßt, daß am Einströmende der Reaktionskanäle etwa
30% und am Ausströmende 100% der Gesamtquerschnittsfläche katalytisch
beschichtet ist.
Durch das Zusammenfügen einer großen Anzahl an Blechen, und zwar im
Wechsel je eines ebenen und eines gewellten Bleches, zu einem Paket entsteht
somit eine komplette Brennerstufe. Dabei können die Bleche so
zusammengestellt werden, daß die Beschichtung beispielsweise in sieben
Stufen um jeweils 10% von 30% auf 100% ansteigt. Man paßt sich auf diese
Weise dem Energiepotential des Brenngas-Luft-Gemisches an. Aufgrund der
vorhandenen Beschichtung in den einzelnen Zonen wird die Umsetzung
gesteuert und die lokale Temperatur eingestellt. Hinzu kommt die gesteuerte
Temperaturabfuhr durch die seitlichen Vorsprünge. Je nach der Anzahl der
hintereinander liegenden Zonen wird die maximale Temperaturspreizung
zwischen den einzelnen Zonen bestimmt.
Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. Es zeigt:
Fig. 1 Die perspektivische Ansicht eines katalytischen Brenners und
Fig. 2 Die Draufsicht auf ein Katalysatorblech.
Der Brenner besteht aus einer großen Anzahl an gewellten und ebenen Blechen
1, 2, die zwischen sich eine Vielzahl an längs durchströmten Reaktionskanälen
3 bilden. Seitliche Trennwände 4 bilden die Abgrenzung gegenüber einem
äußeren, wärmeabführenden Medium, beispielsweise Heiz- oder Brauchwasser.
Von den Blechen 2 aus ragen Vorsprünge 5 in dieses Medium hinein, wodurch
die Wärmeabfuhr gesteuert wird.
Das Umsetzen des durchströmenden Brenngas-Luft-Gemisches wird durch die
katalytische Beschichtung der Bleche 1 und/oder 2 bewirkt. Dabei sind die
Bleche jeweils über eine unterschiedliche Länge beschichtet. Durch das Zusam
menfügen von Blechen mit einer Beschichtung von unterschiedlichen Zonen (I-
VIII) sind die gewünschten Variationen über die Länge der Reaktionskanäle 3
zu erzielen. So könnten von 100 zusammengefügten Blechen beispielsweise nur
30 auch am Einströmende beschichtet sein. Das ergäbe in dieser Zone I eine
Beschichtung von 30%. Wenn 10 weitere Bleche zusätzlich in der zweiten Zone
II beschichtet wären, läge hier die Beschichtung bei 40% der Gesamtquerschnittsfläche.
Zonenweise kann auf diese Weise die Beschichtung
angehoben werden, bis am Ausströmende in der letzten Zone VIII alle
100 Bleche beschichtet sind und hier ein Beschichtungsgrad von 100% vorliegt.
Selbstverständlich sind auch andere Abstufungen möglich. Wesentlich ist die
Tatsache, daß der Umsetzungsgrad und damit die entstehende Temperatur
über die Länge und gegebenenfalls auch über die Breite des Katalysators
gesteuert wird. Die jeweils den einzelnen Zonen I-VIII zugeordneten, in das
wärmeabführende Medium hineinragenden Vorsprünge 5 sorgen für eine
gezielte Wärmeabfuhr, so daß sich die gezielte Umsetzung des Gemisches und
die gezielte Wärmeabfuhr im Sinne der angestrebten Lösung des Problems
ergänzen.
Claims (4)
1. Katalytischer Brenner zur flammenlosen Umsetzung eines Brenngas-
Luft-Gemisches an katalytisch beschichteten Flächen in einer Vielzahl von
längs durchströmten Reaktionskanälen,
dadurch gekennzeichnet, daß die katalytische Beschichtung je nach dem in den
einzelnen Zonen (I-VIII) zu erwartenden Umsetzungsgrad über die Länge der
Reaktionskanäle (3) variiert und daß äußere, einer gezielten Wärmeabfuhr an
ein wärmeaufnehmendes Medium dienende Vorsprünge (5) vorhanden sind.
2. Katalytischer Brenner nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß er aus zusammenzufügenden über eine unter
schiedliche Längserstreckung katalytisch beschichteten, ebenen und im Quer
schnitt gewellten Blechen (2, 1) besteht, wobei die Bleche derart zu einer
Einheit zusammengefügt sind, daß am Einströmende (Zone I) der sich
bildenden Reaktionskanäle (3) vorzugsweise 30% und am Ausströmende (Zone
VIII) 100% der Gesamtfläche katalytisch beschichtet ist.
3. Katalytischer Brenner nach den Ansprüchen 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Bleche derart zu einer Einheit zusammenge
fügt sind, daß die katalytische Beschichtung von der ersten Zone (I) bis zur
letzten Zone (VIII) in mehreren, vorzugsweise gleichmäßigen Stufen um jeweils
10% ansteigt.
4. Katalytischer Brenner nach den Ansprüchen 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die ebenen Bleche (2) in jeder einzelnen Zone (I-
VIII) in das wärmeaufnehmende Medium hineinragende Vorsprünge (5)
besitzen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1995144683 DE19544683A1 (de) | 1995-11-30 | 1995-11-30 | Katalytischer Brenner |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1995144683 DE19544683A1 (de) | 1995-11-30 | 1995-11-30 | Katalytischer Brenner |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19544683A1 true DE19544683A1 (de) | 1997-06-05 |
Family
ID=7778835
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1995144683 Withdrawn DE19544683A1 (de) | 1995-11-30 | 1995-11-30 | Katalytischer Brenner |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19544683A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10119035A1 (de) * | 2001-04-18 | 2002-10-24 | Alstom Switzerland Ltd | Katalytisch arbeitender Brenner |
DE10329162A1 (de) * | 2003-06-27 | 2005-01-13 | Alstom Technology Ltd | Katalytischer Reaktor und zugehöriges Betriebsverfahren |
-
1995
- 1995-11-30 DE DE1995144683 patent/DE19544683A1/de not_active Withdrawn
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10119035A1 (de) * | 2001-04-18 | 2002-10-24 | Alstom Switzerland Ltd | Katalytisch arbeitender Brenner |
US6887067B2 (en) | 2001-04-18 | 2005-05-03 | Alstom Technology Ltd | Catalytically operating burner |
DE10329162A1 (de) * | 2003-06-27 | 2005-01-13 | Alstom Technology Ltd | Katalytischer Reaktor und zugehöriges Betriebsverfahren |
US7632472B2 (en) | 2003-06-27 | 2009-12-15 | Alstom Technology Ltd. | Catalytic reactor and associated operating method |
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Legal Events
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |