DE2232637A1 - Brennstoffeinspritzung bei schachtoefen - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE

DIPL-(PHYS.) ING.H.VON SCHUMANN DIPL.-(CHEM.> ING. W.D. OEDEKOVEN

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3.7.1972

2/S

COMPAGNIE FBMOAISE DE KAFOTAGE S.A. und

WEKDEL-SIDELOH S.A., Paris "bzw. Hayange, Frankreich

Brennstoffeinspritzung bei Schachtöfen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zuführung eines mit zerstäubtem, flüssigem Brennstoff stark versetzten Windes durch Blasformen in das Gestell eines Schachtofens unter Konstanthaltung des Impulses an den Blasformmündungen, unabhängig vom Gehalt an Brennstoff im Wind, welcher Brennstoff an den Blasformmündungen schnell verbrennt.

Sie hat auch Blasformen zur Durchführung des Verfahrens zum Gegenstand.

Es ist bekannt, in die in das Innere eines Schachtofens, insbesondere Hochofens, mündenden Blasformen bzw. den darin strömenden heißen Wind flüssigen Brennstoff unter einem mehr oder weniger großen Druck einzuspritzen. Die mittlere Abmessung der Brennstofftröpfchen im Wind ist im allgemeinen

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beträchtlich, und die Verbrennung wird dann unvollkommen, wenn der Anteil an eingespritztem Brennstoff erhöht wird.

Man hat bereits versucht, die Menge an eingespritztem Brennstoff bis zum Erreichen des stöchiometrischen Verhältnisses und darüber hinaus zu vergrößern, und zwar unter Aufrechterhaltung einer guten Verbrennung, indem der Brennstoff in kleine Tröpfchen zerstäubt wird und der mit dem heißen Wind vermischte, zerstäubte Brennstoff in der bzw. den Blasformen teilweise oder vollständig verbrannt wird. Dabei ist es gleichfalls bekannt, zur Stabilisierung und Halten der Flamme ein Hindernis oder eine plötzliche Erweiterung vorzusehen, wodurch eine Eezirkulationszone zustande kommt (franz. Patentschrift Kr. 1 558 4-25)· Bei einem anderen bekannten Verfahren mit Verbrennung des Brennstoffs in der Blasform, welche eine Brennkammer bildet, wird die Flamme dadurch gehalten, daß der Wind vorher in Rotation versetzt wird (franz. Patentschrift Nr. 1 559 679).

Weiterhin ist es bekannt, Brennstoff in eine Blasform, vorzugsweise als Laval-Düse ausgebildet, einzuspritzen, wobei der Brennstoff vorher mittels eines Hilfsgases zerstäubt worden ist und in den in einem in Strömungsrichtung konvergierenden Trichter strömenden Wind eingespritzt wird. An den konvergierenden Trichter schließt ein in Strömungsrichtung divergierender Trichter mit geradlinigem Längsprofil an, dessen Öffnungshalbwinkel zwischen 0 und 7,5°» vorzugsweise zwischen O und 3,5°, liegt. Damit soll dem aus Wind und Brennstoff bestehenden Gemisch eine Austrittsgeschwindigkeit aus der Blasform vermittelt werden, welche gleich oder größer als 1 Mach ist, so daß das Gemisch bis in die Mitte des Hochofens gelangen kann (luxemburgische Patentschrift Hr. 39 4-31).

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• Schließlich ist es bekannt, Brennstoff in einem Reaktor außerhalb des zugehörigen Schachtofens zu verbrennen, wobei die Verbrennungsgase über die Blasformen in das Gestell des Schachtofens eingeblasen werden können.

Einige dieser Verfahren ermöglichen die Anwendung solcher eingespritzter Brennstoff mengen, welche dem stöchiometrischen Verhältnis entsprechen oder dieses überschreiten, wobei gute Verbrennungsbedingungen gegeben sind. Sie sind gedoch nit dem ITachteil behaftet, daß beträchtliche Impulsvariationen bei dem in das Ofengestell eintretenden Gas auftreten, und zwar in Abhängigkeit vom Anteil an eingespritztem Brennstoff. Diese ImpulsVariationen rufen im Schachtofen Betriebsveränderungen hervor, welche dann, wenn sie nicht korrigiert iirerden können, bedeutende Störungen hervorrufen können, wenn die eingespritzte Brennstoffmenge schnell geändert wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, beträchtliche Impulsänderungen bei den in das Ofengestell eintretenden Gasen in Abhängigkeit von der eingespritzten Brennstoffmenge, welche zwischen O und der dem stöchiometrisehen Verhältnis entsprechenden Menge und darüber schwanken kann, zu verhindern, wobei ausgezeichnete Verbrennungsbedingungen aufrechterhalten sind, d.h. die Bildung von Kohlenstoffruß auf ein Mindestmaß beschränkt ist.

Dies ist mit einem Verfahren der eingangs angegebenen Art erreicht, welches erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß der flüssige Brennstoff durch den mit einer Geschwindigkeit zwischen 0,3 und 1 Mach strömenden Wind zerstäubt und der Wind mit dem Brennstoff in einem Zeitintervall kurzer als die Entzündungsdauer dieses Gemisches ohne' jede Rezirkulationsströmung an die jeweilige Blasformmündung strömen gelassen wird, wobei die Strömungsgeschwindigkeit bis zur Blasformmündung durch konstante Vergrößerung des freien Querschnitts der

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Blasformbohrung zwischen Einspritzzone und Mündung konstant verringert wird. Der Wind kann auch einen Sauerstoff Überschuß aufweisen, d. h. einen höheren Sauerstoffgehalt als normale Luft.

Zur Durchführung dieses Verfahrens dient eine Blasform für Schachtöfen, durch deren Bohrung der mit zerstäubtem, flüssigem Brennstoff stark versetzte Wind zur Blasformmündung strömt, und welche erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist,, daß die Blasformbohrung im Bereich der Querschnittsvergrößerung ein gekrümmtes Längsprofil aufweist. Dieses gekrümmte Längsprofil kann über den gesamten Bereich der Querschnittsvergrößerung gegeben sein. Stattdessen kann die Blasformbohrung im Bereich der Querschnittsvergrößerung auch aus einem Abschnitt mit gekrümmtem Längsprofil und einem anschließenden Abschnitt mit geradlinigem Längsprofil bestehen.

Yorteilhafterweise weist die Blasformbohrung einen als Diffusor ausgebildeten Abschnitt mit krummlinigen Erzeugenden entsprechend einer solchen Gleichung auf, deren zweite Ableitung stets positiv ist. Der Abschnitt mit krummlinigen Erzeugenden kann sich über- den gesamten Bereich der Blasformbohrung-Querschnittsvergrößerung erstrecken, oder aber es kann sich in diesem Bereich an den Abschnitt mit krummlinigen Erzeugenden ein Abschnitt mit geradliniger Erzeugenden anschließen.

Vorzugsweise ist die geradlinige Erzeugende eine Tangente an die krummlinige Erzeugende am Treffpunkt der beiden Erzeugenden. Vorteilhafterweise schließt die Tangente am stromabwärts gelegenen Ende jeder krummlinigen Erzeugenden mit der Tangente am stromauf virärts gelegenen Ende einen Winkel alpha von höchstens 15°, vorzugsweise zwischen 10° und 12° , ein.

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Bei der Erfindung wird also an der Mündung der bzw. jeder Blasform eines Schachtofens, insbesondere Hochofens, ein unter besonderen Bedingungen hergestelltes Gemisch aus Wind und Brennstoff verbrannt, wobei jede Verbrennung dieses hochentzündbaren Gemisches vor Erreichen der Mündung vermieden ist.

Die Strömungsbedingungen des Windes mit Brennstoffeinspritzung, insbesondere der Impuls des Gemisches an der jeweiligen Blasformmündung und Druckverluste, d. h. jeglicher Druckabfall, in der Blasformbohrung, sind gegenüber einem Of enblasen ohne Brennstoffeinspritzung kaum geändert, und zwar bei jeder Menge an eingespritztem Brennstoff. Weiterhin ermöglicht die Erfindung eine Variation der eingespritzten Brennstoffmenge ohne Änderung des Blasformmündungsdurchmessers. Erfindungsgemäß können insbesondere sehr große Brennstoffmengen unter guten Bedingungen eingespritzt werden.

Nachstehend ist die Erfindung anhand der Zeichnung beispielsweise beschrieben. Darin zeigen, jeweils schematisch:

Fig. 1 und 2 jeweils das innere Längsprofil der Bohrung einer Blasform für einen Schachtofen in erfindungsgemäßer Ausgestaltung;

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäß ausgestaltete Blasform für einen Hochofen.

Erfindungsgemäß wird der Blasformnase oder -mündung ein Brennstoff/Sauerstoffträger-Gemisch zugeführt, welches entzündbar ist und bei Erreichen der Nase bzw· Mündung intensiv brennen kann. Vorher findet in der Blasform keine Entzündung statt. Ein Cracken des Brennstoffs ist auf ein Mindestmaß reduziert.

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Es ist bekannt, daß zur Erzielung einer guten Verbrennung der Brennstoff gut zerteilt und so gleichmäßig wie möglich im Wind verteilt sein muß.

Erfindungsgemäß geschieht die Pulverisation, d. h. Zerstäubung auf bekannte Art und Weise wirtschaftlich durch Einspritzen des flüssigen Brennstoffs in den heißen Wind, welcher mit großer Geschwindigkeit strömt, und zwar in einem Blasformabschnitt mit einem freien Querschnitt a entsprechender Größe.

Die Verteilung des flüssigen Brennstoffs im heißen Wind verbessert sich in Strömungsrichtung umso schneller, je feiner die Zerstäubung ist. Dafür soll die Windgeschwindigkeit in der Einspritzzone mindestens gleich 0,3 Mach sein, womit die obere Grenze für die Größe des Querschnitts a gegeben ist.

Es muß auch die Verbrennung des zerstäubten, mit dem heißen Wind vermischten Brennstoffs vor der Blasformnase bzw. -mündung verhindert werden, so daß der Impuls des in den Ofen eintretenden Strahles nicht mit der Menge an eingespritztem Brennstoff variiert. Zu diesem Zweck könnte daran gedacht werden, die Zerstäubung sehr nahe an der Nase bzw. Mündung vorzunehmen. Die Windgeschwindigkeit beim Eintreten des Windes in das Gestell hängt jedoch von den Betriebsbedingungen des Schachtofens ab und stellt einen Begelparameter dar· Im allgemeinen werden Windeingabegeschwindigkeiten angewendet, welche deutlich geringer als diejenigen Geschwindigkeiten sind, bei denen eine gute Zerstäubung gegeben wäre. Der Querschnitt A an der Blasformmündung oder -nase, vorgegeben durch die Betriebsbedingungen des Schachtofens, ist daher im allgemeinen größer als der Querschnitt a.

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Um die Strönmngsgeschwindigkeiten größer als etwa 0,5 Mach, welche eine gute Zerstäubung gewährleisten, in die durch die Betriebsbedingungen des Schachtofens -vorgegebenen kleineren Strömungsgeschwindigkeiten zu überführen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der freie Querschnitt der jeweiligen Blasform zwischen der Einspritzzone und der Nase oder Mündung konstant wächst.

Das Brennstoff/Sauerstoffträger-Gemisch muß bis zur Blasformnase oder -mündung in einem Zeitintervall transportiert werden, welches demjenigen Zeitintervall höchstens gleich ist, in welchem die Brennstoff tröpfchen durch progressive Erwärmung aufgrund der Berührung mit dem heißen Vind sich entzünden. Diese längste, Verweilzeit ist gleich des Entzündungsverzuges oder der Entzündungszeit. Die Yerweilzeit führt entsprechend den Charakteristiken vom Wind und vom Brennstoff (Temperatur, Durchsatz usw.) bei verschiedenen Betriebsbedingungen des Schachtofens zu einer Begrenzung des Abstandes L der Einspritzzone von der Blasformnase oder -mündung. Bei gegebenen Bedingungen ist ein kritischer, größter Abstand L₀ zu beachten.

Um eine Entzündung des zerstäubten, mit dem Wind vermischten Brennstoffs vor der Blasformmündung oder -nase zu verhindern, muß in dem Abschnitt mit wachsendem Querschnitt weiterhin alles vermieden werden, was eine solche Entzündung hervorrufen könnte, beispielsweise Kickströmungen oder ein anderes Phänomen mit denselben Nachteilen, insbesondere das Entstehen und Auftreten einer Stoßwelle. Um dieses Phänomen zu vermeiden, muß die Windströmungsgeschwindigkeit stets im Bereich unterhalb Schallgeschwindigkeit bleiben. Der Querschnitt a der Blasform in der Einspritzzone ist dementsprechend so groß, daß die Windströmungsgeschwindigkeit zwischen etwa 0,3 und etwa 1 Mach liegt, und zwar unter Berücksichtigung der

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anzuwendenden Maxima der Windcharakteristiken (Durchsatz, Temperatur, Druck usw.).

Die Blasform "bzw. der Blasformabschnitt mit wachsendem freien Querschnitt muß weiterhin eine solche allgemeine innere Gestalt haben, daß an keiner Stelle der Strömungsmittelströmung entlang der Wandung ein beträchtlicher Druckabfall oder eine Rezirkulationsströmung entsteht. In der Grenzschicht der Windströmung im Inneren der Blasform muß die Gefahr von Entzündungen vermindert werden.

Das Verhältnis der Größen der Querschnitte a und A stromaufwärts und stromabwärts zueinander und der größtmögliche Abstand Lc bzw. die größtmögliche Länge lic desjenigen Blasformabschnittes mit wachsendem inneren freien Querschnitt erlauben es nicht, diesem Abschnitt die Form eines traditionellen, divergierenden Konus mit einem solchen Winkel zu geben, der ausreichend klein ist, daß kein Ablösen der Strömung erfolgt. Srfindungsgemäß ist daher vorgeschlagen, diesem inneren Blasformabschnitt die Gestalt eines krummlinigen Diffusors zu geben, um eine, laminare Strömung entlang der Wandung zu gewährleisten. Gemäß Figur 1 wird heißer Wind durch einen Blasformabschnitt 1 mit einem inneren freien Querschnitt a zugeführt, und zwar mit einer Strömungsgeschwindigkeit zwischen etwa o,3 und 1 Mach. Das Brennstoffeinspritzen erfolgt in der Zone 2, und zwar mittels eines oder mehrerer Injektoren, welche Brennstoffsohleier oder -fächer hervorrufen, die im wesentlichen senkrecht zur Windströmungsrichtung liegen. Das Gemisch aus Wind und zerstäubtem Brennstoff gelangt dann durch den krummlinigen Diffusor 3 zur Blasformnase oder -mündung 4-im Ofen 5·

Der Querschnitt a des Diffusors 3 stromaufwärts entspricht demjenigen der Blasform in der Brennstoffeinspritzzone

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Desgleichen stellt der Querschnitt A vom Diffusor 3 stromabwärts denjenigen der Nase oder Mündung 4 im Schachtofen 5 dar. Die Länge L ist höchstens gleich der Länge Lc, d. h. des größten zulässigen Abstandes zwischen der Brennstoffeinspritzzone und der Blasformnase oder -mündung. Die Länge Λ des krummlinigen Diffusors 3 ist dann dem Abstand L gleich, wenn die Brennstoffeinspritzung am Eingang des Diffusors 3 stattfindet. Dagegen ist die Länge L größer als Λ > wenn die Brennstoffeinspritzung vor dem Diffusoreingang geschieht. Der Diffusor 3 weist eine Gestalt mit krummlinigen Erzeugenden auf, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Ableitung der Gleichung der Erzeugenden stets positiv ist. Jede Erzeugende beginnt an einem Punkt B auf der Verbindungslinie zwischen Diffusοranfang und Windzuführungskanal und läuft durch einen Punkt D des stromabwärtigen Diffusorquerschnitts, d.h. der Punkt D liegt im Mündungsquerschnitt des Diffusors.

Wenn die Hüllfläche des verteilten Brennstoffs sich von der Einspritzzone 2 aus ins Innere des Diffusors 3 zieht, dann ist an der Innenwandung des Diffusors kein Brennstoff vorhanden, so daß die Innenwandung von einer dünnen Windschicht geschützt und die Gefahr von Entzündungen in der Grenzschicht vermieden ist.

Trifft diese Hüllfläche auf die Innenwandung des Diffusors 3 vor dem Ende auf, dann beobachtet man eine geringfügige Berieselung der Innenwandung des Diffusors mit flüssigem Brennstoff. Um die Gefahr einer Entzündung in dieser Grenzschicht gering zu halten, und zwar trotz der verminderten Strömungsgeschwindigkeit (der Geschwindigkeitsgradient ändert sich schnell in der Nähe der Innenwandung), wird der negative Temperaturgradient in dieser Grenzschicht durch eine intensive Kühlung der Diffusorwandung erhöht, ferner wird

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jedes Hr.itoi- der- ¥χθχγμθ an der- Waadimg dadurch verhindert, duß de:;: ^cr.-.'IR^ie^mstgüid der Wandung sehr sorgfältig beachtcvi, --d-TC.

J):le Gr-öüzscliicht muß sehr dünn, gehalten werden. Sie ist nämlich im alXgemeinen die Ursache für eine heterogene Verteilung des BreiJiiatoffs im WiHd₄ was zu vermeiden ist. Insbesondere ist .jode Heterogenit^t dann gering zu halten, wenn der Anteil ρ:ά eingespritztes? Brennstoff erhöht ist und etwa dem stochiometrischen Verhältnis entspricht.

Es gibt av'Bordem einen Gr^r'söffnungswinkel für den Diffusor 35 eb^vriülb von _v;olchem in de?¹ Grenzschicht eine turbulente tStrömung stat"'■ rindet _% welelie eine Entzündung des Gemisches vor Erreichen, der Blasfoxmnase bzw. -mündung begünstigte Ab. jedem Punkt einer ^rummlinigen Erzeugenden muß der Winkel alpha, welchen die Tangente an diesem Punkt mit der Tangente am. Ursprung einschließt_? kleiner als der halbe Grenzöffnungswinkel sein. Insbesondere darf der Winkel alpha gemäß Figur 1, welchen die Tangenten an den Punkten B und D einschließen, höchstens 15° groß sein, vorzugsweise zwischen 10 und 12° liegen.

Wenn für die Diffusorabmessungen und die Gestalt der in Betrachtgezogenen Erzeugenden der Öffnungshalbwinkel am Punkt D den besagten Grenzwert übersteigt, dann wird die krummlinige Erzeugende BD des Diffusors durch eine krummlinige Erzeugende BD¹ mit einer geraden Verlängerung D¹D ersetzt. Die Verlangarungsgerade D¹D stellt die Tangente an die Erzeugende BD¹ im Punkte D¹ dar und schließt mit der Tangente an die krummlinige Erzeugende BD¹ im Punkte B gemäß Figur einen Winkel alpha entsprechend dem Grenzwinkel ein. Der Punkt D' ist bestimmbar, da er sowohl der krummlinigen Er-

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zeugenden Bl)' als auch der G-eraden PD¹ zugehört, und weil die Tangente an die Erzeugenden BD¹ am Punkt D' mit des G-e raden D¹D zusammenfällt.

Der mit dem Wind v^rflisehte flüssige Brennstoff gelangt durch den Diffusor J, la welchem keine Entzündung stattfindet, an die Nase oder Hündung 4 der Blasform, wo die Entzündung stattfindet und der Brennstoff sehr schnell bei den normalen Betriebsbedingungen des Ofens verbreamt. Gegenüber dem klassischen Einblasen von heißem Wind ohne flüssigen Brennstoff ergibt sich eine Impulsvariation der eingeblasenen Gase von höchstens 1o%, was keine Störung des Ofenbetriebes bewirkt.

Beispielsweise lcaim die Gleichung jeder lcnnamlinigen Erzeugenden mit Torteil folgendermaßen lautens

1 +

1 -

Dabei entspricht die X-Achse oder Abszisse der Strömungsrichtung, während die dazu senkrechte Ordinate oder Y-Achse in derjenigen Ebene verläuft, welche die Erzeugende und die Strömungsachse enthält. Ferner stellt /^ die länge des gekrümmten Diffusorabschnitts dar, y-^i die Ordinate des Punktes D¹ und y_B die Ordinate des Punktes B. In diesem lall bleibt der Druckgradient in Strömungsrichtung konstant, und Druckverluste bzw. -abfalle sind minimal.

Beispielsweise kann eine erfindungsgemäße Blasform eine Länge von 6oo mm und einen Mündungsdurchmesser von 165 mm aufweisen. Zwanzig derartige Blasformen sind bei einem Hochofen mit einem Gestelldurchmesser von 8,8o m verwendet worden,

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wobei eine mittlere Windtemperatur von 95o° C und ein mittlerer Vinddurchsatz von 6000 Nnr/h (ohne Sauer st off überschoß) aufrechterhalten wurden.

In Figur 3 ist eine solche Blasform 7 dargestellt, durch welche Wind in das Gestell eines Hochofens eingeblasen wird. Die Blasform iet auf bekannte Art und Weise gekühlt und weist eine Wasserkammer 8 mit Einlaufanschluß 9 und Ablaufanschluß 1o auf.

Die axiale Innenbohrung der Blasform 7 mit der Längsachse Z¹X setzt sich aus mehreren aneinander anschließenden, bezüglich der Achse I¹I rotationssymmetrischen Abschnitten zusammen. Eingangsseitig ist ein konischer, konvergierender Abschnitt 13 vorgesehen. Die freie Querschnittsfläche am Eingang dieses Abschnitts ist gleich derjenigen eines Rohres 11, während die freie Querschnittsfläche am stromabwärtigen Ende gleich derjenigen eines anschließenden zylindrischen Abschnittes 12 mit einem Durchmesser von 11ο mm ist. Unter Berücksichtigung von Herstellungserfordernissen, Einbauverhältnissen, Anordnung des Einspritzrohres, Kühlungsbedingungen usw. wird dem Abschnitt 13 eine solche Gestalt und dem Abschnitt 12 eine solche Länge gegeben, daß jeglicher Druckabfall minimal ist. Der eine Verengung bildende Abschnitt 12 weist eine Länge von 21ο mm auf. Der konvergierende Abschnitt 13 und der Abschnitt 12 bessern die Stabilisation der Windströmung.

Der freie Querschnitt des Abschnitts 12 ist kleiner als derjenige des Rohres 11, eo daß die Windströmungsgeschwindigkeit steigt und eine auereichende pneumatische Zerstäubung des Brennstoffs durch den Wind gewährleistet iet. Die Windströmungsgeschwindigkeit liegt zwischen 35o und 4oo m/s.

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Im dargestellten Pall wird der Brennstoff in den Abschnitt 12 eingespritzt, und zwar am Eingang des krummlinigen Diffusors 3 mittels eines Einspritzrohres 14, welches den Brennstoff in einer bezüglich der Strömungsrichtung des Windes im wesentlichen senkrechten Ebene verteilt. Der Abstand L zwischen der Einspritzzone 2 und der Nase oder Mündung 4 der Blasform 7 beträgt 290 mm, und ist so bestimmt, daß die Verweilzeit des Brennstoff/Wind-Gemisches innerhalb der Blasform 7 kleiner als die Zündzeit ist, wie erwähnt.

An den Abschnitt 12 schließt stromabwärts ein Diffusor an, und zwar mit einem Abschnitt 3 mit krummliniger Erzeugenden und einer Länge A ■ 252 mm, und mit einem anschließenden Abschnitt 6 mit geradliniger Erzeugenden und einer Länge von 38 mm. Da das Brennstoff einspritzen im dargestellten lall am Diffusoreingang geschieht, entspricht die Gesamtlänge des Diffusors der Länge L. Der eingangsseitige Querschnitt des Diffusors ist kreisförmig und entspricht im Durchmesser demjenigen des Abschnitts 12. Der ausgangsseitige Querschnitt ist ebenfalls kreisförmig und entspricht im Durchmesser der Fase oder Mündung der Blasform 7·

Da auch der gekrümmte Abschnitt 3 des Diffusors bezüglich der Achse 2¹X rotationssymmetrisch ausgebildet ist, sind sämtliche Erzeugenden durch eine einzige Gleichung darzustellen, welche sich gemäß der Gleichung (1) wie folgt ergibt:

1 +

(2)

Darin stellen H und r jeweils den Radius des ausgangs- bzw. eingangsseitigen Querschnitts vom gekrümmten Diffusorabschnitt 3 dar.

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Da der Diffusor einen Endabschnitt 6 mit geradliniger Erzeugenden aufweist, entspricht der fiadius H nicht demjenigen der Blasformmündung am Punkt D, sondern stellt vielmehr den Radius des vom Wind durchströmten freien Innenquerschnitts der Blasform 7 am Punkt D' mit der Abszisse *\ dar. Es ergibt sich 1 » 75 »5 mm und r » 55 mm. Die Gerade D¹D schließt mit der Tangente am Punkt B, welche im dargestellten Fall parallel zur Achse X'X verläuft, einen Winkel von 11° ein.

Bei konstanten Betriebsbedingungen und einer Windtemperatur von etwa 95o° 0 sowie einem Sauerstoffüberschuß von etwa 25% im Wind, wobei die Menge an zugegebenem flüssigen Brennstoff etwa dem stöchiometrischen Verhältnis entspricht, also bei einem Schweröl Nr. 2, einem Kohlenwasserstoff-Brennstoff mit einer Viskosität zwischen 11ο und 38o cSt bei 5o° C und einem Destillatprozentsatz kleiner als Vol. % bei 25o° C sowie kleiner als 85 Vol. % bei 35o° G, ein Durchsatz von etwa 535 l/h je Blasform vorliegt, entzündet sich der dem Wind zugemischte Brennstoff nicht innerhalb der Blasform, sondern vielmehr unmittelbar an der Blasformnase im Ofen. Die Impulsänderung ist sehr gering und beeinflußt bzw. stört den Ofenbetrieb nicht. Die Verbrennung ist sehr viel intensiver und vollständiger, als bei den üblichen Einspritz einri chtung en.

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Claims (8)

Ansprüche

1. Verfahren zur Zuführung eines mit zerstäubtem, flüssigem Brennstoff stark versetzten Windes durch Blasformen in das Gestell eines Schachtofens unter Eonstanthaltung des Impulses an den Blasformmündungen, unabhängig vom Gehalt an Brennstoff im Wind, welcher Brennstoff an den Blasformmündungen schnell verbrennt, dadurch gekennzeichnet, daß der flüssige Brennstoff durch den mit einer Geschwindigkeit zwischen o,3 und 1 Mach strömenden Wind zerstäubt und der Wind mit dem Brennstoff in einem Zeitintervall kurzer als die Entzündungsdauer dieses Gemisches ohne jede Eezirkulationsströmung an die jeweilige Blasformmündung (4-) strömen gelassen wird, wobei die Strömungsgeschwindigkeit bis zur Blasformmündung (4-) durch konstante Vergrößerung des freien Querschnitts der Blasformbohrung zwischen Einspritzzone (2) und Mündung (4-) konstant verringert wird.

2. Blasform für Schachtofen zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, durch deren Bohrung der mit zerstäubtem, flüssigem Brennstoff stark versetzte Wind bis zur Blasformmündung strömt, dadurch gekennzeichnet, daß die Blasformbohrung im Bereich der Querschnittsvergrößerung ein gekrümmtes Längsprofil aufweist.

3. Blasform nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Blasformbohrung im Bereich der Querschnittsvergrößerung aus einem Abschnitt (3) mit gekrümmtem Längsprofil und einem anschließenden Abschnitt (6) mit geradlinigem Längsprofil besteht.

4. Blasform nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,

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daß die Blasformbohrung einen als Diffusor ausgebildeten Abschnitt (3) mit krummlinigen Erzeugenden entsprechend einer solchen Gleichung aufweist, deren zweite Ableitung stets positiv ist.

5. Blasform nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Abschnitt (3) mit krummlinigen Erzeugenden über den gesamten Bereich der Blasformbohrung-Querschnittsvergrößerung erstreckt.

6. Blasform nach Anspruch 4- in Verbindung mit Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Blasformbohrung-Querschnittsvergrößerung an den Abschnitt (3) mit krummlinigen Erzeugenden ein Abschnitt (6) mit geradliniger Erzeugenden anschließt.

7. Blasform nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die geradlinige Erzeugende eine Tangente an die krummlinige Erzeugende am Treffpunkt der beiden Erzeugenden ist.

8. Blasform nach einem der Ansprüche 4 bis 7> dadurch gekennzeichnet, daß die Tangente am stromabwärts gelegenen Ende jeder krummlinigen Erzeugenden mit der Tangente am stromaufwärts gelegenen Ende einen Winkel alpha von höchstens 15°, vorzugsweise zwischen 1o° und 12°, einschließt.

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