DE2260871A1

DE2260871A1 - Inertgasgenerator

Info

Publication number: DE2260871A1
Application number: DE2260871A
Authority: DE
Inventors: Georg Michael Meyer
Original assignee: Deutsche Babcock and Wilcox AG
Current assignee: Deutsche Babcock and Wilcox AG
Priority date: 1972-12-13
Filing date: 1972-12-13
Publication date: 1974-06-27
Also published as: US3955932A

Description

5. Dezember 1972 Tpat/1661/L/Bs

Inertgasgenerator

Die Erfindung betrifft einen Inertgasgenerator, bestehend aus einem Brenner, einem Flammraum und einer Kühleinrichtung für das erzeugte Inertgas.

Beim Transport von brennbaren Flüssigkeiten oder explosiven Gasen auf Schiffen sind häufig große Mengen von inertgas notwendig. Das Inertgas wird z.B. während des Entleerens oder nach dem Entleeren in die Tanks eingebracht, um Explosionen zu verhindern. Weiterhin sind z.B. die Tanks für Erdgas oder Produktgas, das in der Regel unter Normaldruck im flüssigen Zustand bei entsprechend niedrigen Temperaturen transportiert wird, doppelwandig ausgebildet und der dadurch gebildete Raum (Kofferdamm) ist mit Inertgas gefülIt.

Da es sich als nicht wirtschaftlich erwiesen hat, die notwendigen Inertgasmengen in Speichertanks an Bord mitzunehmen, ist man dazu übergegangen, Tanker für die obenerwähnten Produkte mit Inertgaserzeugungsanlagen auszurüsten. In diesen Anlagen werden flüssige oder gasförmige Brennstoffe möglichst vollständig verbrannt, so daß das in dieser Weise erzeugte Gas im wesentlichen nur noch Kohlendioxid und Stickstoff enthält. Die weiteren Bestandteile, z.B. Sauerstoff, Kohlenmonoxid, Schwefelgase, sind entweder vernachlässigbar klein, oder werden in dem sich an die Verbrennung anschließenden Waschvorgang ausgewaschen. Eine genereile Forderung an eine derartige Inertgaserzeugungsanlage besteht darin, daß sie möglichst wenig Raum in Anspruch nimmt, damit der Laderaum des Schiffes nicht unnötig verkleinert wird.

Es sind Inertgasgeneratoren bekannt, die aus einer horizontal angeordneten, von einem Kühlmantel umgebenen Brennkammer bestehen, an die sich ein Waschkühler anschließt. Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der voroo liegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Inertgasgenerator, bestehend

aus einem Brenner, einem Flammraum und einer Kühleinrichtung für das er-

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ORIGINAL INSPECTED

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zeugte Inertgas zu schaffen, der wesentlich raumsparender aufgebaut ist.

Erflndungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der rotationssymmetrisch ausgebildete Brenner und der zylindrisch ausgebildete Flammraum etwa vertikal übereinander angeordnet sind und daß die Kühleinrichtung aus einem den Flammraum umgebenden Kühlmantel besteht, der als Waschkühler ausgebildet Ist. Bei einem In dieser Welse ausgebildeten Inertgasgenerator erfolgt Innerhalb einer kompakten Einheit sowohl das Verbrennen als auch das Kühlen und Waschen des erzeugten Inertgases, so daß vor dem Gebrauch des Inertgases im wesentlichen nur noch eine Trocknung notwendig Ist.

Eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen inertgaserzeugers ist dadurch gekennzeichnet, daß der Brenner In an sich bekannter Welse mit einem sich In Durchsatzrichtung zunächst erweiternden und dann wieder verjüngenden Querschnitt ausgebildet ist, daß der Durchmesser des Flammraumes um das 2,5 - bis 4,5-fache größer ist als der größte Durchmesser des Brenners und daß die Höhe des Flammraumes um das 1,5- bis 3,5-fache größer ist als sein Durchmesser. Bei einem unter Berücksichtigung dieser Größenverhältnisse gebauten Inertgaserzeuger wird fm Flammraum sowohl eine gute Verbrennung als auch eine ausreichende Kühlung der Gase vor dem Eintritt in den Waschkühler erreicht.

Ein zweckmäßiger Aufbau eines Inertgasgenerators nach der Erfindung erfolgt in der Welse, daß der Waschkühler aus einem äußeren zylindrischen Gehäuse mit trichterförmigem Boden und eiern zylindrischen, den Flammraum bildenden Einsatz besteht und daß Im Bereich der unteren Kante des Einsatzes Durchlaß-Öffnungen für das Gas und das Waschwasser vorgesehen sind. Bei einem solchen Aufbau kann sich der Einsatz auf dem trichterförmigen Boden abstützen.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sollen anhand eines in der Figur schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles eines Inert gas genera to rfs nach der Erfindung erläutert werden.

Im oberen Teil dieses Inertgaserzeugers 1 Ist der Brenner 2 angeordnet, der über nicht dargestellte ZufUhrungsleitungen mit Brennstoff und Luft versorgt wird. Der Brenner 2 weist einen sich In Durchsatzrichtung zunächst erweiternden und dann wieder verjüngenden Querschnitt auf. Der größte Durchmesser ist mit D. bezeichnet. Die Mündung 3 des Brenners 2 ist nach unten zum Flammraum 4 hin gerichtet. Der Durchmesser des Flammraumes 4 ist mit D~ und seine Höhe Ist mit H bezeichnet.

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Der Flammraum 4 wird von einem Einsatz 5 gebildet, der sich auf dem trichterförmigen Boden 6 des äußeren Gehäuses 7 abstützt. Die Unterkante des Einsatzes 5 Ist mit Öffnurapn 8 für das Gas und Ausnehmungen 9 für das Waschwasser versehen.

Der vom Einsatz 5 und vom äußeren Gehäuse 7 gebildete Raum dient als Waschkühler IO für das aus den Öffnungen 8 strömende Gas. Dazu ist der Ringraum zum größten Teil mit Pall-Rlngen 11 gefüllt. Die Zufuhr des Waschwassers erfolgt über die Leitung 12 mit dem Regelventil 13 und dem kreisringförmigen Wasserkasten 14, der siebartig mit Wasserlöchern 15 ausgebildet ist. In einem Teil des Wasserkastens 14 sind Demister 16 vorgesehen. Die Abführung des gewaschenen Inertgases erfolgt über den Anschlußstutzen 17. Die Demister werden durch Wasserspülung durch die 12' mit Absperrventil 13' gereinigt.

Der trichterförmige Boden 6 des Gehäuses 7 endet In einem Anschlußrohr 18, In dem während des Betriebes des Inertgasgenerators ein Wasserstand 19 gehalten wird. Von einer Regeleinrichtung 20 kann dieser Wasserstand auf einer gewünschten Höhe gehalten werden.

Bei den erfindungsgemäßen Größenverhältnissen von D- zu D₂ wie 1 zu 2,5 bis 4,5 und D 2 zu H wie 1 zu 1,5 bis 3,5 Ist eine ausreichende Verbrennung und Kühlung der Gase im Flammraum 4 sichergestellt. Der den Flammraum 4 umgebende Ringraum dient dabei gleichzeitig als Kühlmantel für den Flammraum und als Waschkühler für die durch die Öffnungen 8 einströmenden Gase. An den sich bekannten Pal I ringen lagern sich die unerwünschten Bestandteile des Rohgases, insbesondere schwefelhaltige Anteile (H₂S und SO₂),ab und werden vom Wasser - auf See vorzugsweise Seewasser - abgeführt.

Der Waschkühler arbeitet überraschend gut. Bei Versuchen wurde z.B. festgestelIt, daß bei 2 % Schwefel im Brennstoff, was ca. 1200 ppm SO₂ im Rohgas eni spricht, nach der Wäsche weniger als 5 ppm SO₂ in dem den Waschkühler verlassenden Gas verbleiben. Außerdem erfolgt eine Kühlung des Gases auf 2 ° bis 5 ° Celsius über Kühlmittelelntrlttstemperator.

Die in dem Waschkasten 14 vorgesehenen Wasserlöcher 15 weisen zweckmäßig einen solchen Durchmesser auf, daß wesentliche Druckverluste nicht entstehen. Weiterhin sind der Durchmesser und die Anzahl der In dem Wasserkasten 14 gehalterten Demlster 16 vorteilhaft derart gewählt, daß die Summe Ihrer Querschnitte dem fünf- bis fünfzehnfachen Querschnitt des Anschlußstutzens entspricht.

Der Im unteren Anschlußstutzen 18 des Inertgaserzeugers vorgesehene Wasserverschluß hat den Vorteil, daß mit Ihm in einfacher Welse ein Innerer überdruck von z.B. 20 mm HG aufrechterhalten werden kann. Außerdem kann mit Hilfe der Regeleinrichtung 20 - falls gewünscht - Ober die zum Ventil 13 führende Leitung 21 die Wasserzufuhr gesteuert werden. Weiterhin Ist es möglich, die Regeleinrichtung 20 als Alarmgeber bet Ausfall des Brenners oder des Waschwassers auszubilden.

Schließlich besteht über den Stutzen 18 die Möglichkeit einer vollkommenen Entleerung des Waschkühlers 10, was hinsichtlich des aggressiven Seewassers vorteilhaft ist.

Der den Flammraum bildende Einsatz 5 besteht zweckmäßig aus hitzebeständigem Edelstahl. Vorteilhafterweise kann eine Ausmauerung dabei entfallen. Das Material des Waschkühlergehäuses Ist zweckmäßig aus säurebeständigem Edelstahl gefertigt. Dadurch wird eine lange Lebensdauer der gesamten Anlage erreicht.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1.) Inertgasgenerator, bestehend aus einem Brenner, einem Flammraum und einer Kühleinrichtung für das erzeugte Inertgas, dadurch gekennzeichnet, daß der rotationssymmetrisch ausgebildete Brenner (2) und der zylindrisch ausgebildete Flammraum (4) etwa vertikal übereinander angeordnet sind und daß die Kühleinrichtung aus einem den Flammraum umgebenden Kühlmantel besteht, der als Waschkühler (10) ausgebildet Ist.

2.) Inertgasgenerator nach Anspruch 1, dadurch ge k.enn zeichnet, daß der Brenner (2) in an sich bekannter Weise mit einem sich in Durchsatzrichtung zunächst erweiternden und dann wieder verjüngenden Querschnitt ausgebildet ist, daß der Durchmesser (D₂) des Flammraumes (4) um das 2,5 - bis 4,5-fache größer ist als der größte Durchmesser (D-) des Brenners (2) und daß die Höhe (H) des Flammraumes (4) um das 1,5-bis 3,5-fache größer ist als sein Durchmesser (D₂).

3.) Inertgasgenerator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzei c h n e t, daß der Waschkühler (10) aus einem äußeren zylindrischen Gehäuse (7) mit trichterförmigem Boden (6) und einem zylindrischen, den Flammenraum (4) bildenden Einsatz (5) besteht und daß im Bereich der unteren Kante des Einsatzes (5) Durchlaßöffnungen (8, 9) für das Gas und das Waschwasser vorgesehen sind.

4.) InertgasgeneratPr nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich der zylindrische Einsatz (5) auf dem trichterförmigen Boden (6) abstützt und an seiner Unterkante die Durchlaßöffnungen bildende Ausnehmungen für das Inertgas und 9 für das Waschwasser aufweist.

5.) Inertgasgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzei chnet, daß der Waschkühler (10) mit Pa! !-Ringen (11) gefüllt ist.

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6.) Inertgasgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhr des Waschwassers in den Waschkühler (10) über einen kreisringförmigen Wasserkasten (14) mit Löchern 15 im oberen Teil des Waschkühlers erfolgt.

7.) Inertgasgenerator nach Anspruch 6, dadurch gekennze I chnet, daß in dem Wasserkasten (14) Wasserabscheider (Demlster 16) für das Inertgas gehaltert sind.

8.) Inertgasgenerator nach Anspruch 7, dadurch gekennzei cn η e t, daß die Summe der Wasserabscheider (Demlster 16) dem 5 bis 15-fachen Querschnitt des Inertgasanschlußstutzens (17) entspricht.

9.) Inertgasgenerator, nach einem der vorhergehenden Ansprüche» dadurch g e k β η η ze I chnet, daß der Abfluß des Waschwasars derart begrenzt ist, daß sich Im unteren Teil des Waschkühlers (10) ein Wasserstand (19) ausbildet.

10.) Inertgasgenerator nach Anspruch 9, dadurch gekennzei chnet, daß MIttel (20) zur Regelung oder Kontrolle der Höhe des Wasserstandes (19) vorgesehen sind.

11.) Inertgasgenerator nach Anspruch 10, dadurch gekennzei chnet, daß die Regelung der Wasserzufuhr In Abhängigkeit von der Höhe des Wasserstandes (19) erfolgt.

12.) Inertgasgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzei c h η e t, daß der den Flammraum (4) bildende Einsatz (5) aus hitzebeständigem Edelstahl besteht.

13.) Inertgasgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Gehäuse (7) des Waschkühlers (10) aus säurebeständigem Edelstahl besteht.

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