DE19834051A1 - Verfahren zur Verdampfung von flüssigen Brennstoffen zur räumlichen Trennung von Verdampfer- und Prozeßzone - Google Patents

Verfahren zur Verdampfung von flüssigen Brennstoffen zur räumlichen Trennung von Verdampfer- und Prozeßzone

Info

Publication number
DE19834051A1
DE19834051A1 DE19834051A DE19834051A DE19834051A1 DE 19834051 A1 DE19834051 A1 DE 19834051A1 DE 19834051 A DE19834051 A DE 19834051A DE 19834051 A DE19834051 A DE 19834051A DE 19834051 A1 DE19834051 A1 DE 19834051A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
cold flame
burner
region
oil
vaporizing liquid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19834051A
Other languages
English (en)
Inventor
Heinrich Koehne
Ingo Rudolphi
Klaus Lucke
Heinz-Peter Gitzinger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE19834051A priority Critical patent/DE19834051A1/de
Priority to AU60789/99A priority patent/AU6078999A/en
Priority to AT99947264T priority patent/ATE225920T1/de
Priority to PCT/EP1999/005429 priority patent/WO2000006948A1/de
Priority to ES99947264T priority patent/ES2181475T3/es
Priority to DE19981437T priority patent/DE19981437D2/de
Priority to US09/744,752 priority patent/US6793693B1/en
Priority to DE59903045T priority patent/DE59903045D1/de
Priority to EP99947264A priority patent/EP1102949B1/de
Publication of DE19834051A1 publication Critical patent/DE19834051A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D11/00—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
    • F23D11/36—Details, e.g. burner cooling means, noise reduction means
    • F23D11/40—Mixing tubes or chambers; Burner heads
    • F23D11/404—Flame tubes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01B—BOILING; BOILING APPARATUS ; EVAPORATION; EVAPORATION APPARATUS
    • B01B1/00—Boiling; Boiling apparatus for physical or chemical purposes ; Evaporation in general
    • B01B1/005—Evaporation for physical or chemical purposes; Evaporation apparatus therefor, e.g. evaporation of liquids for gas phase reactions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C01B3/36—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using oxygen or mixtures containing oxygen as gasifying agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C01B3/38—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using catalysts
    • C01B3/386—Catalytic partial combustion
    • 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 
    • F23C9/00—Combustion apparatus characterised by arrangements for returning combustion products or flue gases to the combustion chamber
    • F23C9/08—Combustion apparatus characterised by arrangements for returning combustion products or flue gases to the combustion chamber for reducing temperature in combustion chamber, e.g. for protecting walls of combustion chamber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23M—CASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F23M9/00—Baffles or deflectors for air or combustion products; Flame shields
    • F23M9/06—Baffles or deflectors for air or combustion products; Flame shields in fire-boxes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
    • H01M8/0612—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0205—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step
    • C01B2203/0227—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step
    • C01B2203/0233—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step the reforming step being a steam reforming step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/025—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a partial oxidation step
    • C01B2203/0261—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a partial oxidation step containing a catalytic partial oxidation step [CPO]
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0283—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a CO-shift step, i.e. a water gas shift step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/06—Integration with other chemical processes
    • C01B2203/066—Integration with other chemical processes with fuel cells
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/08—Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0805—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0838—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by heat exchange with exothermic reactions, other than by combustion of fuel
    • C01B2203/0844—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by heat exchange with exothermic reactions, other than by combustion of fuel the non-combustive exothermic reaction being another reforming reaction as defined in groups C01B2203/02 - C01B2203/0294
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/08—Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0805—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/085—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by electric heating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/08—Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0872—Methods of cooling
    • C01B2203/0883—Methods of cooling by indirect heat exchange
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/12—Feeding the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1205—Composition of the feed
    • C01B2203/1211—Organic compounds or organic mixtures used in the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1235—Hydrocarbons
    • C01B2203/1241—Natural gas or methane
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/12—Feeding the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1205—Composition of the feed
    • C01B2203/1211—Organic compounds or organic mixtures used in the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1235—Hydrocarbons
    • C01B2203/1247—Higher hydrocarbons
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/12—Feeding the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1276—Mixing of different feed components
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/12—Feeding the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1288—Evaporation of one or more of the different feed components
    • C01B2203/1294—Evaporation by heat exchange with hot process stream
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/14—Details of the flowsheet
    • C01B2203/142—At least two reforming, decomposition or partial oxidation steps in series
    • 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 
    • F23C2900/00—Special features of, or arrangements for combustion apparatus using fluid fuels or solid fuels suspended in air; Combustion processes therefor
    • F23C2900/99001—Cold flame combustion or flameless oxidation processes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D2900/00—Special features of, or arrangements for burners using fluid fuels or solid fuels suspended in a carrier gas
    • F23D2900/00016—Preventing or reducing deposit build-up on burner parts, e.g. from carbon
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0662—Treatment of gaseous reactants or gaseous residues, e.g. cleaning
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)

Abstract

Bei Anlagen, die einen Verdampfungsprozeß für flüssige Brennstoffe beinhalten, besteht zum einen die Gefahr von Ablagerungen im Verdampferbereich durch Crackreaktionen und zum anderen liegt das Siedeende von Öl je nach Zusammensetzung oberhalb der Selbstzündtemperatur. DOLLAR A Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das Phänomen der Kalten Flamme genutzt, um die einleitend genannten Probleme zu lösen. Es handelt sich bei den Kalten Flammen um exotherme Reaktionen des Öls bei Anwesenheit eines Oxidators, die zu einer spontanen Temperaturerhöhung von bis zu 200K führen. DOLLAR A Gegenstand des Patents ist die Rezirkulation von ausschließlich Vorreaktionsprodukten, also der Kalten Flammen, in die Verdampfungszone. Durch diese Rezirkulation gelingt es, die Starttemperatur der Kalten Flamme zu senken. Die Temperatur des Gemisches aus Öl, Luft und Produkten der Kalten Flamme erhöht sich je nach Randbedingung durch die Kalten Flammen auf etwa 460 bis 500 DEG C. DOLLAR A Mit dem Verfahren ist ein stabiler und selbstregelnder Betrieb des Verdampfers zu erreichen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verdampfung von flüssigen Brennstof­ fen zur räumlichen Trennung von Verdampfer- und Prozeßzone.
Bei Anlagen, die einen Verdampfungsprozeß für flüssige Brennstoffe (im folgenden beispielhaft und kurz Öl genannt) beinhalten, besteht zum einen die Gefahr von Ablagerungen im Verdampferbereich durch Crackreaktionen und zum anderen liegt das Siedeende von Öl je nach Zusammensetzung oberhalb der Selbstzündtemperatur.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das Phänomen der Kalten Flamme genutzt, um die einleitend genannten Probleme zu lösen. Es handelt sich bei den Kalten Flammen um exotherme Reaktionen des Öls bei Anwesen­ heit eines Oxidators (im folgenden beispielhaft und kurz Luft genannt), die zu einer spontanen Temperaturerhöhung von bis zu 200 K führen. Die Kalte Flam­ me bildet ein Gemisch aus Ketonen, Aldehyden und anderen Verbindungen. Die Temperaturerhöhung setzt z. B. bei Heizöl EL bei einer Temperatur (im fol­ genden Starttemperatur genannt) von etwa 300°C ein. Gegenstand des Pa­ tents ist die Rezirkulation von ausschließlich Vorreaktionsprodukten, also der Kalten Flammen, in die Verdampfungszone. Durch diese Rezirkulation gelingt es, die Starttemperatur der Kalten Flamme zu senken. Das Öl wird also in ei­ nem Gemisch aus Luft und Produkten der Kalten Flamme einem Phasenwech­ sel unterworfen. Die Temperatur des Gemisches aus Öl, Luft und Produkten der Kalten Flamme erhöht sich je nach Randbedingung durch die Kalten Flam­ men auf etwa 460 bis 500°C. Diese Temperatur ist weitgehend unabhängig von dem Luftverhältnis und der Anfangstemperatur des Gemisches. Die An­ fangstemperatur ist die Temperatur, bei der das Öl mit dem Oxidator in Kontakt gebracht wird. Es liegt eine reaktionskinetische Hemmung vor, die einen weite­ ren Temperaturanstieg, mit folgender Selbstzündung des Gemisches, verhin­ dert. Dies wird bei der Erfindung genutzt, um einen stabilen und selbstregeln­ den Betrieb des Verdampfers zu erreichen.
Die frei gewordene Energie der exothermen Reaktionen der Kalten Flam­ me unterstützt die Verdampfung und erzeugt ein Gasgemisch, das insbesonde­ re bei überstöchiometrischen Bedingungen (d. h. Luftverhältnis λ < 1) keine Selbstzündeffekte zeigt. Dabei ist das Luftverhältnis λ das Verhältnis von zuge­ führter Luftmenge zur Mindestluftmenge bei vollständiger Verbrennung des Öls. Bei Luftverhältnissen λ ≦ 1 ist bei geeigneten Randbedingungen, z. B. bei n-Heptan eine Starttemperatur von T < 320°C, ebenfalls ein Betrieb ohne Selbstzündung möglich. Somit kann das Gasgemisch ohne Selbstzündung in die nachfolgende Prozeßzone transportiert werden.
Die zum Phasenwechsel flüssig/gasförmig notwendige Energie wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren aus der Reaktionswärme der Kalten Flam­ men und/oder durch Wärmeeintrag, jedoch nicht durch Rezirkulation von Ver­ brennungsprodukten (d. h. ein Gemisch aus überwiegend Wasser, Stickstoff und Kohlenstoffdioxid zusammengesetzt), aus dem nachfolgenden oder ande­ ren Prozessen zur Verfügung gestellt. Bei Bedarf wird vor dem Start des Ver­ dampfungsprozesses dieser auf eine Temperatur aufgeheizt, die ein Entstehen der Kalten Flamme ermöglicht. Diese Anfangstemperatur des Verdampfers ist je nach Ausführungsform unterschiedlich (typisch 400 bis 600°C).
Das Verfahren zur Verdampfung von flüssigen Brennstoffen ist in Verbren­ nungsprozessen, wie z. B. Kleinfeuerungs- und Industriefeuerungsanlagen, Verbrennungsmotoren (z. B. Fahrzeug- und BHKW-Motoren) und Gasturbinen einsetzbar. Darüberhinaus ist die Bereitstellung von gasförmigen Brennstoffen für den Einsatz in Brennstoffzellen und in der chemischen Industrie denkbar.
Im folgenden wird die Erfindung anhand mehrere Beispiele erläutert.
Fig. 1: interne Rezirkulation
Fig. 2: externe Rezirkulation
Fig. 3: Schnittdarstellung eines Brenners
Fig. 1 zeigt eine Prinzipskizze des Verdampfers mit der Zuführung von Öl (1) und Luft (2). Die Produkte der Kalten Flamme (3) werden mit Hilfe einer in­ ternen Rezirkulation (4) in die Verdampfungszone(5) eingebracht.
Fig. 2 zeigt ebenfalls eine Prinzipskizze mit dem Aufbau nach Fig. 1, bei der allerdings die Rezirkulation durch Einbauten (6) im Verdampfer bewerkstelligt wird.
Nach Fig. 3 basiert der Verdampfer auf dem Konzept der Brennertechnolo­ gie und besteht im wesentlichen aus einer Brennstoffdüse (1), welche auf dem Düsenstock (2) befestigt ist, dem Luftleitrohr (3), in dem ein Drallgitter (4) mon­ tiert ist, welches der Verbrennungsluft auf dem Weg zur Luftdüse (5) einen Tangentialimpuls aufprägt, und dem Verdampferrohr (6), welches über Stege in der freien Querschnittsfläche (7) mit der Verdampfergrundplatte (8) verbunden ist. Über diese freie Querschnittsfläche kann Verbrennungsabgas während der Aufheizphase über die Freistrahlgrenze (9) in die Verbrennungszone angeso­ gen werden. Aufgrund des Dralls der Verbrennungsluft durch das Drallgitter (4) kommt es zur Ausbildung eines Rückströmgebietes (10) auf der Strahlachse, in dem die Stabilisierung der Startflamme stattfindet. Im Verdampferbetrieb wer­ den über die freie Querschnittsfläche (7) Produkte der Kalten Flamme über die Freistrahlgrenze (9) in die Verdampfungszone rezirkuliert. Die Stabilisierung der Kalten Flamme kann sowohl im Verdampferrohr (6) als auch im Ringspalt (13) stattfinden.
Im Verdampferbetrieb findet ein Wärmeeintrag der Flamme, die sich in der Verbrennungszone (11) stabilisiert, über das Flammenrohr (12) in den Ringpalt (13) statt. Durch Rezirkulation kann diese Energie teilweise in den Verdamp­ fungsprozeß eingebracht werden.
In der Aufheizphase kann der Verdampfer als konventioneller Brenner be­ trieben werden. Nach dem Ende der Aufheizphase wird das Öl vollständig ver­ dampft und mit der Luft in die Verbrennungszone transportiert.

Claims (5)

1. Verfahren zur Verdampfung flüssiger Brennstoffe, dadurch gekennzeichnet, daß das Phänomen der Kalten Flamme zur Stabilisierung und Selbstrege­ lung der Verdampfung genutzt wird.
2. Verfahren zur Verdampfung flüssiger Brennstoffe nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß bei der Verdampfung ausschließlich Produkte der Kalten Flamme in die Verdampfungszone rezirkuliert werden, um die Starttemperatur der Kalten Flamme zu senken.
3. Verfahren zur Verdampfung flüssiger Brennstoffe nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die zum Phasenwechsel flüssig/gasförmig not­ wendige Energie aus der Reaktionswärme der Kalten Flamme und/oder durch Einkopplung von Energie aus dem nachgeschalteten oder einem an­ deren Prozeß, jedoch nicht durch Rezirkulation von Verbrennungsabgasen, bezogen wird.
4. Verfahren zur Verdampfung flüssiger Brennstoffe nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die Produkte der Kalten Flamme bei Luftverhält­ nissen < 1 (Luftüberschuß) nicht zur Selbstzündung neigen und somit in die nächste Prozeßzone transportiert werden können.
5. Verfahren zur Verdampfung flüssiger Brennstoffe nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die Produkte der Kalten Flamme bei Luftverhält­ nissen ≦ 1 (Luftmangel oder Stöchiometrie) nicht zur Selbstzündung neigen und somit in die nächste Prozeßzone transportiert werden können.
DE19834051A 1998-07-29 1998-07-29 Verfahren zur Verdampfung von flüssigen Brennstoffen zur räumlichen Trennung von Verdampfer- und Prozeßzone Withdrawn DE19834051A1 (de)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19834051A DE19834051A1 (de) 1998-07-29 1998-07-29 Verfahren zur Verdampfung von flüssigen Brennstoffen zur räumlichen Trennung von Verdampfer- und Prozeßzone
AU60789/99A AU6078999A (en) 1998-07-29 1999-07-29 Method for utilizing a fuel by using exothermic pre-reactions in the form of a cold flame
AT99947264T ATE225920T1 (de) 1998-07-29 1999-07-29 Verfahren zur verwertung eines brennstoffs unter nutzung exothermer vorreaktionen in form einer kalten flamme
PCT/EP1999/005429 WO2000006948A1 (de) 1998-07-29 1999-07-29 Verfahren zur verwertung eines brennstoffs unter nutzung exothermer vorreaktionen in form einer kalten flamme
ES99947264T ES2181475T3 (es) 1998-07-29 1999-07-29 Procedimiento para valorizar un combustible con aprovechamiento de reacciones previas exotermicas en forma de una llama fria.
DE19981437T DE19981437D2 (de) 1998-07-29 1999-07-29 Verfahren zur Verwertung eines Brennstoffes unter Nutzung exothermer Vorreaktionen in Form einer kalten Flamme
US09/744,752 US6793693B1 (en) 1998-07-29 1999-07-29 Method for utilizing a fuel by using exothermic pre-reactions in the form of a cold flame
DE59903045T DE59903045D1 (de) 1998-07-29 1999-07-29 Verfahren zur verwertung eines brennstoffs unter nutzung exothermer vorreaktionen in form einer kalten flamme
EP99947264A EP1102949B1 (de) 1998-07-29 1999-07-29 Verfahren zur verwertung eines brennstoffs unter nutzung exothermer vorreaktionen in form einer kalten flamme

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19834051A DE19834051A1 (de) 1998-07-29 1998-07-29 Verfahren zur Verdampfung von flüssigen Brennstoffen zur räumlichen Trennung von Verdampfer- und Prozeßzone

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE19834051A1 true DE19834051A1 (de) 2000-02-03

Family

ID=7875643

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19834051A Withdrawn DE19834051A1 (de) 1998-07-29 1998-07-29 Verfahren zur Verdampfung von flüssigen Brennstoffen zur räumlichen Trennung von Verdampfer- und Prozeßzone

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE19834051A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004029513A3 (de) * 2002-09-24 2004-06-17 Enginion Ag Vorrichtung für altfett- und altöl-verwertung
DE102004041815A1 (de) * 2004-08-30 2006-03-09 Gvp Gesellschaft Zur Vermarktung Der Porenbrennertechnik Mbh Verfahren und Vorrichtung zur Verdampfung von Flüssigbrennstoffen
DE202012100758U1 (de) 2011-03-07 2012-04-03 Viessmann Werke Gmbh & Co Kg Vorrichtung zur Gemischbereitung

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004029513A3 (de) * 2002-09-24 2004-06-17 Enginion Ag Vorrichtung für altfett- und altöl-verwertung
DE102004041815A1 (de) * 2004-08-30 2006-03-09 Gvp Gesellschaft Zur Vermarktung Der Porenbrennertechnik Mbh Verfahren und Vorrichtung zur Verdampfung von Flüssigbrennstoffen
DE202012100758U1 (de) 2011-03-07 2012-04-03 Viessmann Werke Gmbh & Co Kg Vorrichtung zur Gemischbereitung
DE102011013273A1 (de) 2011-03-07 2012-09-13 Viessmann Werke Gmbh & Co Kg Vorrichtung zur Gemischbereitung

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CH627536A5 (de) Verfahren zur durchfuehrung einer kontinuierlichen verbrennung eines kohlenstoffhaltigen brennstoffes.
DE102011087971B4 (de) Verfahren zum Betreiben eines mit Kohlenwasserstoff-Brennstoff betreibbaren Heizgeräts
DE102011008009B4 (de) Verfahren zum Betreiben einer Gasturbine und Gasturbine
DE2530653A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur erzeugung wasserstoffreichen gases
EP1102949B1 (de) Verfahren zur verwertung eines brennstoffs unter nutzung exothermer vorreaktionen in form einer kalten flamme
EP0021035B1 (de) Verfahren zum Betrieb von Vormischbrennern und Brenner zur Durchführung des Verfahrens
DE2232656B2 (de) Spaltgasgenerator zur erzeugung eines brenngases
DE102008037582A1 (de) Verfahren und Systeme zum Reduzieren der Emissionen von Verbrennungsgasen
WO2012107013A2 (de) Axialkolbenmotor sowie verfahren zum betrieb eines axialkolbenmotors
EP1013995A2 (de) Verfahren zur thermischen Behandlung von nicht brennbaren Flüssigkeiten
DE4317554C2 (de) Warmwasserbereiter
DE2232506A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur erzeugung eines durch katalytische umsetzung von brennstoff und einem als sauerstofftraeger dienenden gas zu bildenden gasgemisches
DE2303586A1 (de) Gasturbine mit vollstaendiger gleichmaessiger verbrennung des ihr zugefuehrten fluessigen brennstoffes
CH695793A5 (de) Verbrennungsverfahren, insbesondere für Verfahren zur Erzeugung von elektrischem Strom und/oder von Wärme.
DE19834051A1 (de) Verfahren zur Verdampfung von flüssigen Brennstoffen zur räumlichen Trennung von Verdampfer- und Prozeßzone
DE19719197A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben der Brennkammer einer Gasturbinenanlage mit Flüssigbrennstoff
DE19860308A1 (de) Verfahren zur Verwertung eines Brennstoffs unter Nutzung exothermer Vorreaktionen in Form einer Kalten Flamme
DE10042479C2 (de) Vorrichtung und Verfahren zur katalytischen Oxidation von Brennstoffen
EP0906545B1 (de) Brenner zur oberflächenverbrennung für flüssige brennstoffe und verfahren zum verbrennen
EP0256451B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung eines brennbaren Gasgemisches aus flüssigem Brennstoff, Wasserdampf und Verbrennungsluft
DE2723685A1 (de) Spaltgasgenerator zur katalytischen umsetzung von fluessigem brennstoff mit einem sauerstoffhaltigen gas
Lefebvre Radiation from flames in gas turbines and rocket engines
DE2439873A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum erzeugen wasserstoffreichen gases
DE19650973A1 (de) Start- und Betriebsweise einer schadstoffarmen, an porösen Körpern stabilisierten Verbrennung flüssiger Brennstoffe
WO2008046372A1 (de) Verwendung einer brennervorrichtung in einem brennstoffzellensystem

Legal Events

Date Code Title Description
8122 Nonbinding interest in granting licences declared
8139 Disposal/non-payment of the annual fee