DE2220636A1 - Torch burner - Google Patents
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Description
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DR.-ING. TH. MEYER DR. FUES DIPL-CHEM. ALEK VON KREISLER DIPL-CHEM. CAROLA KELLER DR.-ING. KLDPSCH DIPL-ING. SELTINGDR.-ING. TH. MEYER DR. FUES DIPL-CHEM. ALEK VON KREISLER DIPL-CHEM. CAROLA KELLER DR.-ING. KLDPSCH DIPL-ING. SELTING
5 KÖLN 1, DEICHMANNHAUS5 COLOGNE 1, DEICHMANNHAUS
Köln, den 25.4.1972 Ke/AxCologne, April 25, 1972 Ke / Ax
The British Petroleum·Company Limited. Britannic House, Moor Lane, London, E.C9Y 9BU (England) The British Petroleum Company Limited . Britannic House, Moor Lane, London, E.C9Y 9 BU (England)
PackelbrennerPack burner
Die Erfindung betrifft einen Brenner zum Abfackein von brennbaren Abgasen, insbesondere zur Beseitigung von Eaffinerieabgasen.The invention relates to a burner for flaring combustible waste gases, in particular for the disposal of refinery waste gases.
Beim Betrieb von Raffinerien und Chemieanlagen ist es ■ häufig erforderlich, daß Behälter zum Druckausgleich über Sicherheitsventile mit einem Abzugssystem verbunden sind, das ungefähr bei Normaldruck arbeitet. Das (Jas aus diesem Niederdruck-Abzugssystem wird dann durch Abfackeln mittels einer Hochfackel beseitigt. Hierdurch wird die Verteilung von Schwefeloxyden, die während, der Verbrennung gebildet werden, begünstigt.When operating refineries and chemical plants, it is ■ it is often necessary that containers for pressure equalization are connected to an extraction system via safety valves, that works at about normal pressure. The (yes from this The low pressure exhaust system is then eliminated by flaring with a high flare. This will make the distribution favored by sulfur oxides, which are formed during combustion.
Da der niedrige Druck des Gases die Verwendung von Vorrichtungen, bei denen das Gas durch Luft mitgerissen wird, ausschließt und der mögliche Sehwefelgehalt das Abfackeln mit .Bodenfackeln mit natürlichem Zug unmöglich macht, besteht häufig die einzige Möglichkeit zur Verbesserung der Verbrennung und zur Verringerung der Rauchbildung während dieses bei anomalen Betriebszuständeii erfolgenden Abfackeins im Zusatz von Wasserdampf aura abgefackelten Gas. Der Wasserdainpf reagiert mit etwaigen Kohlenstoffteilchen-unter Wassergasbildung, wodurch die.Since the low pressure of the gas requires the use of devices where the gas is carried away by air and the possible sulfur content excludes that Flaring with ground flares with natural draft impossible often the only way to improve combustion and reduce smoke formation during this is in abnormal operating conditions subsequent flaring in the addition of water vapor aura flared gas. The water vapor reacts with any Carbon particles - with formation of water gas, whereby the.
Rauchbildung verhindert wird.Smoke formation is prevented.
Die Erfindung ist auf eine Verbesserung des Verfahrens zum Einblasen von Wasserdampf gerichtet.The invention is directed to an improvement in the method of injecting water vapor.
Gegenstand der Erfindung ist ein Brenner zum Abfackeln von unter niedrigem Druck stehendem brennbaren Gas mit einem Gaseintritt, der so ausgebildet ist, daß er das brennbare Gas (das ursprünglich unter niedrigem Druck steht) einer Verbrennungszone zuführt, einem Leitkörper, an dessen einem Ende der Gaseintritt angeordnet ist. und der mit einer äußeren Leitfläche und einer inneren Leitfläche zum Transport des brennbaren Gases zum Gaseintritt versehen ist, sowie mit einem Wasserdampfeintritt, der einen Wasserdampfstrom (ursprünglich unter hohem Druck) über die Leitfläche zum Eintritt des brennbaren Gases führt, wobei die Leitfläche so gekrümmt ist, daß sie die Strömung von Wasserdampf und Luft zum Eintritt für das brennbare Gas auslöst.The invention relates to a burner for flaring with combustible gas under low pressure a gas inlet, which is designed so that it takes the combustible gas (originally under low pressure stands) a combustion zone, a guide body, at one end of which the gas inlet is arranged. and the one with an outer guide surface and an inner one Guide surface for transporting the flammable gas to the gas inlet is provided, as well as with a water vapor inlet, which a water vapor stream (originally under high pressure) leads via the guide surface to the entry of the combustible gas, whereby the guide surface is so curved, that it triggers the flow of water vapor and air to the entrance for the combustible gas.
Der Wasserdampf wird zweckmäßig unter einem Druck im Bereich von 70 bis 300 kN/m2 zugeführt.The water vapor is expediently supplied under a pressure in the range from 70 to 300 kN / m 2 .
Es ist bekannt, daß ein Gasstrom an einer in geeigneter Weise geformten Oberfläche "kleben" und eine gekrümmte Fläche einen Gasstrom ablenken und hierdurch eine Niederdruckzone bilden kann. Im Brenner gemäß der Erfindung ist der Anfangsteil der Leitfläche so geformt, daß der Wasserdampfstrom abgelenkt und eine Niederdruckzone ausgebildet wird, in die Luft aus der Atmosphäre strömt.It is known that a gas stream "sticks" to a suitably shaped surface and a curved one Area can deflect a gas flow and thereby form a low pressure zone. In the burner according to the invention the initial part of the baffle is shaped to deflect the flow of water vapor and create a low pressure zone is formed into which air flows from the atmosphere.
Der Brenner ist vorzugsweise mit einem Leitrohr versehen, dessen Außenfläche die Leitfläche und dessen Bohrung der Gaskanal ist, der am Eintritt für das brennbare Gas endet. The burner is preferably provided with a guide tube, the outer surface of which is the guide surface and the bore of which is the gas channel which ends at the inlet for the combustible gas.
Der Anfangsteil der Leitfläche ist bevorzugt die Rotationsfläche, die durch Rotation eines Quadranten eines The initial part of the guide surface is preferably the surface of revolution, which by rotating a quadrant of a
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Kreises um die Längsachse des Leitkörpers gebildet wird, wobei' der gekrümmte Abschnitt des Quadranten tangential zum Wasserdampfeintritt verläuft.Circle is formed around the longitudinal axis of the guide body, where 'the curved section of the quadrant is tangential to the water vapor inlet.
Die Stabilisierung der Flamme kann verbessert werden» indem ein Windabweiser vorgesehen wird. Ein geeigneter Abweiser ist in der britischen Patentschrift 795 664 beschrieben.The stabilization of the flame can be improved » by providing a wind deflector. A suitable deflector is found in British Patent 795,664 described.
Gemäß einem weiteren Merkmal umfaßt die Erfindung ein Verfahren zum Abfackeln von brennbaren Niederdruckgasen, wobei man Wasserdampf (ursprünglich unter hohem Druck) über eine Leitfläche strömen läßt, die so geformt ist, daß der Dampfstrom die Strömung von Wasserdampf und Luft zu einem Gaseintritt auslöst, durch den brennbares Gas (ursprünglich unter niedrigem Druck) in den aus Wasserdampf und Luft bestehenden Strom eintritt.According to a further feature, the invention comprises a Method for flaring flammable low-pressure gases, whereby water vapor (originally under high pressure) can flow over a baffle which is shaped so that the steam flow the flow of water vapor and air triggers a gas entry through the flammable gas (originally under low pressure) into the water vapor and air existing stream enters.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Beispiels in Verbindung mit der Abbildung beschrieben, die einen Brenner gemäß der Erfindung halb als Seitenansicht und halb im Querschnitt zeigt.The invention is described below by way of example in connection with the figure, which shows a Shows burner according to the invention half as a side view and half in cross section.
Der dargestellte Brenner weist eine Leitfläche 10 auf, die die Außenseite eines Leitrohres bildet, das am unteren Ende mit einem Wasserdampfeintritt 11 und am oberen Ende mit einem sekundären Eintritt 12 für brennbares Gas versehen ist. Während des Betriebs strömt der Wasserdampf über die Leitfläche 10, und dieser Dämpfestrom löst die Strömung von Wasserdampf und Luft zum sekundären Eintritt 12 aus.The burner shown has a guide surface 10 which forms the outside of a guide tube that is on the lower end with a steam inlet 11 and at the upper end with a secondary inlet 12 for combustible Gas is provided. During operation, the water vapor flows over the guide surface 10, and this vapor flow triggers the flow of water vapor and air to the secondary inlet 12.
Das Leitrohr hat einen flachen Boden 13. Der Wasserdampfeintritt 11 hat die Form eines kreisrunden Schlitzes, der zwischen der Wand der Dampfleitung 14 und dem flachen Boden 13 gebildet wird,-so daß der Wasserdampf den Dampfeintritt 11 als dünner waagerechter flächenhafter Strahl verläßt.The draft tube has a flat bottom 13. The water vapor inlet 11 has the shape of a circular slot between the wall of the steam line 14 and the flat bottom 13 is formed, so that the water vapor the steam inlet 11 as a thin horizontal planar Beam leaves.
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Die Leitfläche 10 besteht aus zwei Teilen, nämlich einem Ablenkteil 15, der den Dampfstrom aus der waagerechten "in die senkrechte Richtung bringt, und aus der Fortsetzung 16 des Ablenkteils, die die Strömung des Wasserdampfes und der Luft zwischen dem Ablenkteil 15 und dem Eintritt 12 des brennbaren Gases aufrechterhält. Diese gekrümmte Fortsetzung 16 hat den Zweck, eine geeignete Trennung zwischen dem Wasserdampfeintritt 11 und dem sekundären Eintritt 12 zu ermöglichen, während der Hauteffekt bis zum sekundären Eintritt 12 aufrechterhalten wird.The guide surface 10 consists of two parts, namely a deflection part 15, which the steam flow from the horizontal "brings in the vertical direction, and from the continuation 16 of the deflector that the flow of water vapor and maintains the air between the baffle 15 and the combustible gas inlet 12. These curved continuation 16 has the purpose of a suitable separation between the water vapor inlet 11 and the allow secondary entry 12 while maintaining the skin effect until secondary entry 12 will.
Die Form des Ablenkteils 15 wird am zweckmäßigsten als Rotationsfläche beschrieben, die durch Rotation eines Quadranten eines Kreises um die Längsachse des Leitkörpers gebildet wird, wobei der gekrümmte Abschnitt des Quadranten tangential zum Wasserdampfeintritt verläuft. Wie die Abbildung zeigt, beträgt der Abstand zwischen der Rotationsachse und dem Mittelpunkt des Quadranten ein Mehrfaches des Radius des Quadranten. Der Fortsetzungsteil 16 ist wiederum.eine Rotationsfläche, aber mit einem Kreisbogen, der einen größeren Radius als der Kreisbogen des Quadranten hat, so daß ein verjüngter Teil entsteht.The shape of the deflector 15 is most appropriate as Surface of revolution is described by rotating a quadrant of a circle around the longitudinal axis of the guide body is formed, the curved portion of the quadrant being tangential to the water vapor inlet. As the figure shows, the distance between the axis of rotation and the center of the quadrant is a multiple of the radius of the quadrant. The continuation part 16 is again.eine surface of revolution, but with an arc that has a larger radius than the arc of the quadrant, so that a tapered one Part is created.
Während der Wasserdampf um den Ablenkteil 15 strömt, ändert sich seine Strömungsrichtung von (anfänglich) waagerecht nach senkrecht. Hierdurch entsteht eine Niederdruckzone in der umgebenden Luft, wodurch die Bewegung von Luft sowie von Wasserdampf zum sekundären Eintritt 12 ausgelöst wird.As the water vapor flows around the deflector 15, its direction of flow changes from (initially) horizontally to vertically. This creates a low pressure zone in the surrounding air, which causes the Movement of air as well as water vapor to the secondary inlet 12 is triggered.
Das brennbare Gas wird dem sekundären Eintritt durch die Brenngasleitung 17 zugeführt. (Diese Brenngasleitung bildet mit der Dampfleitung 14- einen Ringraum.) Das aus der Leitung 17 austretende brennbare Gas trifft auf den konvergierenden Dampf- und Luftstrom, der sich über die Fläche 16 bewegt.The combustible gas is through the secondary entry the fuel gas line 17 is supplied. (This fuel gas line forms an annular space with the steam line 14-.) The combustible gas emerging from the line 17 meets the converging stream of steam and air moving across surface 16.
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