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Verfahren zum Betrieb eines Brenners Die Erfindung betrifft Betriebsverfahren
für Partialverbrennungsbrenner, worin ein Kohlenwas 5 erstoff-BrennstofI mit molekularem
Sauerstoff unter Bildung einer gasförmigen Mischung,die chemisch reduzie-rend wirkt,
umgesetzt wird. Die reduzierenden Bestandteile solcher gasförmigen Mischungen sind
typischerweise Kohlenmonoxyd und Wasserstoff. Solche reduzierenden Gasmischungen
werden vielfach verwendet, beispielsweise in der Erdölindustrie, bei der Herstellung
von Eisen aus Eisenerzen (wie in Hochöfen bzw. Gebläseöfen) oder bei der Herstellung
von molekularem Wasserstoff, indem man diesen Bestandteil aus der reduzierenden
Gasmischung gewinnt.
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Bei dem Betrieb solcher Partialverbrennungsbrenner werden der Brennstoff
und der Sauerstoff oder die Luft in Verhältnissen eingeführt, die einen hohen Kohlenmonoxyd/Wasserstoff-Gehalt
in der entstehenden Gasmischung ergeben. Die Verbrennungsreaktionen nähern sich
üblicherweise bei einer Flammentemperatur von 1200 bis 1 4000C einem Gleichgewicht,
und sie können durch die folgende Gleichung für einen Kohlenwasserstoff CnHm auf
typische Weise dargestellt werden:
Dampf wurde als Bremsstoff für Verbrennungsreaktionen in Partialverbrennungsbrennern
verwendet, und dieser Bestandteil
wird üblicherweise in den Brenner,
vermischt mit Luft und/oder Sauerstoff, eingeführt. Der Dampf kann ebenfalls mit
einem Kohlenwasserstoff reagieren, wobei reduzierende Gase gebildet -werden, beispielsweise
Bekannte Partialverbrennungsbrenner besitzen verschiedene Nachteile. Wenn der Brenner
Abnutzungserscheinunge oder andere Schäden aufzeigt (die typischerweise durch die
hohen Reaktionstemperaturen verursacht werden), ändert die Brenner flamme ihre Form
und wird verzogen und als Folge davon trifft sie auf die feuerfeste1 Auskleidungen
der Verbrennungskammer auf und verursacht ernste Schäden. In extremer. Fällen kann
der Brennermantel sogar durchbrennen und Feuer oder eine Explosion hervorrufen.
Alternativ kann eine derurig im Verhältnis von Kohlenwasserstoff zu oxydierendem
Gas, insbesondere wenn man Sauerstoff verwendet, bewirken, daß die Flammentemperatur
über mäßig steigt und ähnliche Folgen treten auf. Die hohe Temperasur, die erforderlich
ist, um den gewünschten Umset7ungsgrad zu ergeben, liefert ein reduzierendes Gas
bei einer höheren Temperatur als sie für die letzte Verwendung erforderlich sein
kann, und die Energie geht entweder verloren, d.h. sie wird verschatendet, oder
sie wird durch die Verwendung von Hilfsvorrichtungen wie einem Abhitzkessel gewonnen.
Der Sauerstoffverbrauch dieser Brenner ist pro Einheit gebildetem reduzierendem
Gas relativ hoch, und dies bewirkt, daß das Verfahren relativ teuer ist.
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Betrieb
eines Brenners, bei dem ein Kohlenwasserstoff-Brennstoff mit molekularem Sauerstoff
zur Bildung einer gasförmigen Mischung, die chemisch reduzierend wirkt, umgesetzt
wird, wobei de Reaktionsteilnehmer in dem Brenner von einem koaxialen Mantel von
Kühlgasen umgeben sind, die durch Mischen eines Kohlenwasserstoffs mit einem Gas,
welches Kohlendioxyd und/oder Wasserdampf enthält, gebildet werden.
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Die Gase, die für den Kühlstrom verwendet worden, stören die Endverwendung
der reduzierenden Gase nicht1 wenn sie 3&iZ den Verbrennungsprodukten aus dem
Brenner vermischt werden.
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Die Kühlgase reagieren und bilden selbst reduzierende G?Se und enthalten
eine Mischung aus einem Kohlenwasserstoff mit einer Gasmischung, die Wasserdampf
und/oder Kohlendioxyd enthält. Kohlendioxyd ist besonders als Oxydationsmittel für
den Kohlenwasserstoff nützlich, da es mit Kohlenwasserstoffen unter Bildung von
reduzierenden Gasen bei einer Temperatur, die um ungefär 200°C niedriger ist, reagieren
kann als die, die erforderlich ist, um den entsprechenden Umwandlungsgrad zu erreichen,
wenn man Wasserdampf als Oxydationsmittel verwendet. Vorteilhafterweise ist das
Oxydationsmittel Gichtgas, welches man aus einem Hochofen oder einer anderen Anlage,
die zur Herstellung von Eisen aus Eisenerzen verfendet wird, erhält. Gichtgas enthält
einen hohen Anteil an Kohlendioxyd zusammen mit Wasserdampf, und wenn es in einem
Partialverbrennungsbrenner mit Naturgas umgesetzt wird (welches hauptsächlich Methan
enthält), findet die autogene Oxydation des Methans, die bei ungefähr 1200 bis 14000C
ab läuft, hauptsächlich statt, nämlich
ähnliche Reaktionsschemata gelten, wenn andere Kohlenwasserstoffe außer Methan verwendet
werden. Es ist t nicht erforderlich, daß der Kohlenwasserstoff (oder die Mischung
aus Kohlenwasserstoffen), der in dem Kühlstrom verwendet wird, gleich ist wie der,
der in der Partialverbrennungsflamme selbst verwendet wird. Beispielsweise kann
der Kohlenwasserstoff, der in der Flamme verbraucht wird, ein schweres Brennöl sein,
wohingegen der in dem Kühlstrom eine leichte hrdölfraktion sein kann. Ein Kohlenwasserstoff
oder eine Mischung aus Kohlenwasserstoffen, die 1 bis 13 Kohlenstoffatome enthalten,
ist jedoch'für einen oder beide Ströme bevorzugt.
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Das Verhältnis von Kohlenwasserstoffkomponente zu Ov.ydat-ionsz kompon?nfe,
das in dem Kiihlgasstrom vorhanden ist, kann grob den stöchiometrischen Verhältnissen
entsprechen bzw. dieses sein, welche für die Bildung von reduzierenden Gasen erforderlich
sind, so daß der Kühlstrom vollständig autogen ist bzw. sich so verhält. Es wurde
jedoch gefunden, daß es bevorzugt ist, die Zusammensetzung des Kühlgasstroms so
einzustellen, daß er mit einem oder mehreren der Bestandteile aus der Partialverbrennungsflamme
selbst reagiert. Beispiels weise kann die Kühlgaszusammensetzung so eingestellt
werden, daß sie einen Sauerstoffbestand besitzt, der höher ist als der, der für
die optimale autogene Umsetzung erforderlich ist, und die Anteile der Flammenreaktionsteilnehmer
können so eingestellt werden, daß sie einen Sauerstoffgehalt besitzen, der niedriger
ist als er fiir den optimalen Betrieb erforderlich ist, so daß beim Mischen der
beiden Ströme in dem Reaktionsraum des Brenners sie einander ergänzen und ein reduzierendes
Gasprodukt der gewünschten Zusammensetzung ergeben. Alternativ kann der Sauerstoffbestand
des Kühlstroms niedriger sein als er für die optimale Umsetzung erforderlich ist
und der der Flammenreaktionsteilnehiner kann entsprechned höher sein. Auf diese
Weise erhält man durch die oxydierenden Gase in dem Kühlstrom einen maximalen Nutzen,
und es ist möglich, die Menge an Sauerstoff, die in der Partialverbrennungsflamme
verbrannt wird, zu vermindern.
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Die Einlaßleitung für den Kühlstrom in den Brenner wird typischerweise
eine ringförmige Form besitzen und enthält bevorzugt Flügel bzw. Steuerflächen,
die in die Einlaßleitung eirgebracht sind, um in dem Kühl;trom eine Rotationsbewegung
.u induzieren, so daß die Brennerwände von den Kühlgasen umspült werden und die
Wände somit einen maximalen Schutz vor Überhitzung erhalten. Der Kühlstrom wird
durch die Brennerflamme erwärmt, und bedingt durch die Turbulenz, wird er schließlich
mit den Verbrennungsgasen von der Flamme vermischt. Es kann wünschenswert sein,
Vorrichtungen vorzusehen, um dieses Vermischen zu verzögern und durch die Küjilgase
eine
maximale Abschirmwirkung zu erreichen. Dies kann durchgeführt werden, indem man
zwischen der Kühlstromeinla:--öffnung und der Flamme eine wärmebeständige, ringförmige
Ur mantelung anbringt, so daß die Ummantelung sich in den Reaktionsraum in dem Brenner
in longitudinaler Richtul bezogen auf die Flamme, erstreckt.
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Es ist wünschenswert, daß sich der Kühlstrom und die Flamme bestandteile
ergänzen und reduzierende Gase der gewünschten Zusammensetzung ergeben; dann kann
der Kühlstrom in den Brenner koaxial, bezogen au die Flammengase, durch Öffnwlgen
injiziert werden, die so gebaut sind, daß Turbulenz entsteht, so daß schließlich
ein wirksames Vermischen der Gasströme in dem Reaktionsraum in dem Brenner erfolgt,
d.h. nach dem Brenner selbst, wie oben diskutiert wurde.
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Durch Regulierung der Anteile und der Temperatur des Küghlgasstroms,
bezogen auf die Reaktionsteilnehmer der Flamme, kann die Endtemperatur der gemischten
Gase auf den gewünschten Wert für die Reaktion, üblicherweise ungefähr 1200 bis
1400°C, regulirt werden.
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Um den Sauerstoffverbrauch zu vermindern, können alle oder ein Teil
der Bestandteile, die in den Brenner eingeführt werden, vor dem Eintritt in den
Brenner erwärmt werden. Für die Vorerwärmung der Bestandteile kann man irgenawelche
geeigneten Vorrichtungen wie röhrenförmige, 3and- oder Kieselbrennöfen verwenden.
Die Temperatur, auf die diese Bestandteile erwärmt werden solten, beträgt üblicherweise
über 300°C und bevorzugt von 700 bis 12000C, Der Kohlenwasserstoff und das Gas,
das Kohlendioxyd und/oder Wasserdampf enthält, werden bevorzugt jeweils vor oder
nach dem Mischen auf eine Temperatur von 700 bis 12000C erwärmt. Es soll bemerkt
werden, daß die Bestandteile des Kühlstroms auch noch die Flammenprodukte abküh'en
können, selbst wenn sie auf diese ober Temperaturgrenze vorerwärmt wurden. Dies
ist möglich, da die Oxydation der Kohlenwasserstoffe bei der Bildung eines reduzierenden
Gases
wie oben bei den Umsetzungen (3) und (4) stark endotherm verläuft und dies eine
eingebaute Kühlwirkung für die se ergibt.
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Es ist wünschenswert, die Produktgase (die Flammenprodukte, vermischt
mit dem Kühlstrom) von dem Partialverbrennungsbrenner über einen geeigneten Katalysator
zu leiten, um die Umsetzungen, bei denen die reduzierenden Gase gebildet werden,
zu vervollständigen. Die Verwendung eines solchen Katalysators ist gut bekannt,
aber der Katalysator verliert schnell seine Aktivität, bedingt durch die Abscheidung
von kohlenstoffhaltigem Material darauf.
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Es wurde gefunden, daß diese Schwierigkeit vermindert werden kann,
indem man den Katalysator regeneriert, indem man die Oxydationsgaskomponente des
Kühlgasstroms verwendet, bevor diese Komponente in den Partialverbrennungsbrenner
eingeführt wird. Zwei oder mehrere Katalysatorkammern sind mit den Gasströmen, die
zu und von dem PartIalverbrennugsbrenner führen, verbunden, so daß, wenn eine oder
mehrere Kammern verwendet werden, um die Vervollständigung der Reaktionen, bei denen
die Gase gebildet werden, zu katalysieren (d.h. der Gase, die von dem Brenner austreten),
eine oder mehrere andere KaInmern gleichzeitig durch die oxydierende Komponente
des Kühlstroms, der in den Brenner eingeführt wird, regeneriert werden können. Das
letztere Verfahren wird beispielsweise erzielt, indem man Gichtgas (von einer Eisenerzreduktionsanlage,
welches geeigneterweise auf eine Temperatur über 7000C erwärmt wird) durch die Katalysatorkammer
bzw. die Katalysatorkammern auf ihrem Weg an den Partialverbrennungsbrenner leitet.
Das kohlehaltige Material in dem verbrauchten Katalysator wird abgebrannt und der
regenerierte Katalysator kann dann wieder in den Betrieb eingeschaltet werden, während
der Strom von Gichtgas gleichzeitig zu einer anderen Kammer, die verbrauchten Katalysator
enthält, umgeleitet wird. Dieser cycllsche Betrieb wird fortgesetzt, indem man das
Umschalten von Kammer zu Kammer wiederholt. Wenn die gesamte oder ein Teil der Kohlenwasserstoffkomponente
der
Kühltröne zusammen mit der oxydlerenden Kcmponente vorliegt, während sie durch die
Katalysatorkammer bzw. -kammern geleitet wird, kann der Anteil an Oydationsmittel
so reguliert werden, daß man einen ausreichenden Sauerstoffgehalt erhält, um das
kohlenstoffhaltige Material auf dem Katalysator zu oxydieren. Der Katalysator kann
ebenfalls in erwärmten, röhrenförmigen Einheiten anstelle von Katalysatorkammern
vorhanden sein.
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Ein geeigneter Katalysator kann verwendet werden, um die B ldung von
reduzierenden Gasen zu aktivieren; beispielsweise sind Nickelverbindungen besonders
geeignet.
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Eine bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsform wird anhand der beigefügten
Zeichnungen näher erläutert.
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Fig. 1 ist ein Querschnittsschema eines Partialverbrennungsbrenners
zusammen mit einer schematischen Darstellung eines Brennerbeschickungssystems für
die Verwendung in einem Hochofen und Fig. 2 zeigt einen Schnitt längs der Linie
II-II des in Fig. 1 gezeigten Brenners.
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GemäB Fig. 1 und 2 weist der Partialverbrennungsbrenner 10 einen Körper
11 mit kreisförmigem Querschnitt und einem zylindrischen Gehäuse 12 auf, welches
mit feuerfestem Material ausgekleidet ist, wodurch ein Reaktionsraum 50, der sich
horizontal von dem Körper 11 erstreckt, eingehüllt wird. Der Brenner 10 besitzt
eine Abnahmelettung 51 für die teilweise verbrannten Gase (wie schematisch dargestellt
ist), die mit dea Brennergehäuse 12 am Ende des Gehäuses, welches von dem Brennerkörper
11 entfernt ist, verbunden ist. Eine zylindrische, wärmebeständige Ummantelung 13
ist an dem Körper 11 angebracht und liegt innerhalb des Gehäuses 12, so daß ein
kreisförmiger Raum 22 zwischen der Ummantelung 13 und dem Gehäuse 12 gebildet wird.
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Der Brennerkörper 11 umfaßt einen Hals 14, der innerha'b der Ummantelung
13 hervortritt. Eine Sauerstoffeinla2ö1?fnung 15 läuft diametral durch eine Wand
des Brennerkörpers 11 und -verbindet mit einem itantel 16 innerhalb des Körpers
11.
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Sauerstofföffnungen 17 sind in Intervallen um den Umkreis des Mantels
16 angebracht und tangential auf die Oberfläche des Mantels 16 gerichtet. Eine Brennstoffeinlaßöffnung
18, verbunden mit einem Brennstoffjet 19, ist zentral innerhalb des Körpers 11 angeordnet.
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Eine kreisförmige Leitung 20 umgibt den Körper 11. Düsen 21 sind um
die Leitung 20 angeordnet und in den kreisförmigen Raum 22 zwischen der Ummantelung
13 und dem Gehäuse 12 gerichtet.
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Unter Bezugnahme auf Fig. 1 wird das Brennerversorgungssystem 23,
das verschiedene Untersysteme enthält, die jeweils beschrieben werden, näher erläutert.
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Ein Brennstofföllagerungstank (nicht gezeigt) ist über die Rohrleitung
24 mit einem Ölerhitzer 25 verbunden. fler Ö1-erhitzer 25 ist seinerseits über die
Rohrleitung 26 mit dem Brennstoffeinlaß 18 des Brenners verbunden.
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Eine Rohrleitung 27 für Sauerstoff verbindet einen nicht gezeigten
Sauerstoffvorrat mit dem Sauerstofferhitzer 28. Eine weitere Rohrleitung 29 verbindet
den Sauerstofferhitzer 28 mit der SauerstoffeiiaI3öffnung 15 des Brenners.
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Eine Naturgas-Rohrleitung 30 verbindet mit einem Erhitzer 31 für Naturgas,
der seinerseits über die Rohrleitung 32 und ein Ventil 33 mit einer Leitung bzw.
einer Verzs-eigwlg 34 verbtinden ist. Die Verzweigung 34 ist über die Rohrleitung
35 mit der kreisförmigen Leitung 20 verbunden, die den Bremierkörper 11 umgibt.
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Ein Kompressor oder ein Gebläse 37 besitzt einen Einlag 35
für
Gichtgas aus dem Hochofen. Der Auslaß von dem Gebläse 37 ist mit einem Erhitzer
38 für das Gichtgas verbunden und der Auslaß von dem Erhitzer 38 ist mit der Rohrleitung
39 verbunden. Die Rohrleitung 39 ist an dem einen Ende mit der Rohrleitung 32 über
das Ventil 40 und am anderen Ende mit den Rohrleitungen 41 und 42 verbunden. Die
Rohrleitung 41 verläuft über ein Ventil 43 zu einer ersten Katalysatorkammer 44,
während die Rohrleitung 42 durch das Ventil 45 zu einer æweiten Katalysatorkammer
46 verläuft. Die erste und die zweite Katalysatorkammer 44 und 46 sind an ihren
Auslaßöffnungen silber Ventile 47 und 48 verbunden, so daß jeae Katalysatorkammer
mit der Auslaßrohrleitung 49, die zu der Verzweigung 34 führt, verbunden werden
kann.
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Die Auslaßleitung 51 für das Produktgas aus dem Brenner 10 ist mit
den Rohrleitungen 52 und 53 verbunden. Die Rohrleitung 53 enthält ein Ventil 54
und führt zu einem (nicht gezeigten) Hochofen. Die Bohrleitung 52 spaltet sich in
zwei weitere Rohrleitungen 55 und 56, die zu der ersten und zweiten Katalysatorkammer
44 bzw. 46 fuhren. Jede Leitung 55 und 56 besitzt ein Ventil 57 bzw. 58. Die Katalysatorkammern
44 und 46 besitzen Auslaßrohrleitungen 59 bzw. 60 für partialverbranntes Gas, die
sich treffen und eine gemeinsame Rohrleitung 61 zu dem Hochofen bilden. Rohrleitungen
59 und 60 enthalten Ventile 62 bzw. 63.
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Der Betrieb des Brenners 10 und des Beschickungssystems 27 wird nun
im einzelnen näher erläutert.
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.1 Die Ventile 33, 43, 47, 58 und 63 sind in offenem Zustand und
die Ventile 40, 45, 48, 54, 57 und 62 sind in geschlossenem Zustand.
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Brennöl wird in dem Ölerhitzer 25 erwärmt und längs der Rohrleitung
26 zu der Brennstoffeinlaßöffnung 18 für den Brenner geleitet, wo es aus dem Brennstoffjet
19 als feines Spray austritt. Sauerstoff wird in den Sauerstofferhitzer 28 über
die
Rohrleitung 27 eingeführt und der erwärmte Sauerstoff wird
in den Brennersauerstoffeinlaß 15 über die Rohrleitung 29 eingeführt. Der erwärmte
Sauerstoff betritt den Mantel 16 und tritt über die Öffnungen 17 aus, um sich mit
dem Spray aus Brennstofföl von dem Bre.mnstoffjet 19 zu vermischen.
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Diese Mischung wird entzündet und reagiert innerhalb des Reaktionsraums
50. Der Sauerstoff, der die Öffnungen 17 verläßt, erlangt eine Rotationsbewegungskomponente,
verstärkt durch die Form und Größe des Brennhalses 14, was ein turbulentes und inniges
Vermischen mit dem Brennstoffb'lspray zu einem frühen Zeitpunkt und somit einen
kurzen Flan.mena kegel an dem Brennerhals 14 ergibt.
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Zur gleichen Zeit wird Naturgas längs der Rohrleitung 30 in den Erhitzer
31 eingeleitet und somit längs der Rohrleitung 32 zu der Verzweigung 34. Ebenfalls
wird Gichtgas aus dem Hochofen in das Gebläse 37 über die Rohrleitung 36 eingeführt
und wird durch den Erhitzer 38 gezwungen, bevor es über die Rohrleitungen 39 und
41 in die erste Katalysatorkammer 44 geleitet wird. Die Katalysatorkammer 44 enthalt
zu diesem Zeitpunkt verbrauchten Katalysator, d.h. Katalysator, der mit kohlehaltigem
Material beschichtet ist. Das kohlehaltige Material wird von dem Katalysator durch
die Oxydation mittel in dem heißen Gichtgas aus dem Hochofen abgebrannt und der
Katalysator wird so regeneriert. Das Gichtgas strömt dann von der Katalysatorkammer
44 über das Ventil 47 und über die Rohrleitung 49 zu der Verzweigung 34; Hier wird
das erwärmte Gichtgas mit erwärmtem Naturgas vermischt und längs der Rohrleitung
35 in die kreisförmige Leitung 2V, die den Brennerkörper 11 umgibt, geführt. Die
gemischten Gase, die bemerkbar kühler sind als die Verbrennungsgase, die in dem
Reaktionsraum 50 gebildet wurden, betreten den kreisförmigen Raum 22 zwischen der
Ummantelung 13 und dem Gehäuse 12 über die Düsen 21. Die Düsen 21 sind in einem
geringen Winkel, bezogen auf die Richtung der Brennerachse, angebracht, so daß die
Kühlgase das Brennergehäuse 12 mit einer Rotationsbewegung überstreichen. DIese
Kühlgase
bilden einen Mantel, der die Innenwande des Gehäuses 12
von den sehr heißen Verbrennwlgsgasen über eine Entfernung schützt, die größer ist
als der Verlauf der Ummantelung 13.
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Jedoch vermischen sich die Kühlgase und die Verbrennungsgase schließlich
und reagieren und bilden ein Produktgas, welches chemisch reduzierende Eigenschaften
aufweist.
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Dieses Produktgas verläßt den Brenner über die Abnahmeleitung 51.
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Um die chemisch reduzierenden Eigenschaften des Produktgases aus dem
Reaktionsraum 50 des Brenners 10 zu verstärken, wird das Gas über eine Nickelverbindung
geleitet, die als Katalysator bei der Umwandlung von Bestandteilen in dem abgenommenen
Gas zu chemisch reduzierenden Gasen wirkt.
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Nach dem Verlassen des Brenners über die Abnahmeleitung 51 wird das
Produktgas über Rohrleitungen 52 und 56 durch ein Ventil 58 in eine zweite Katalysatorkammer
46 geleitet. Das reduzierende Gas verläßt die Katalysatorkammer 46 durch die Auslaßrohrleitung
60, geht durch das Ventil 63 hindurch und wird über die Rohrleitung 61 in den Hochofen
zurückgeführt, wo es verwendet wird, um Eisenerz zu Eisen zu reduzieren.
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Wenn der Katalysator in der zweiten Katalysatorkammer 46 verbraucht
oder mit kohlenstffhaltigem Material überzogen wird, wird er regenerie-t, indem
man Gichtgas über ihn leite';. Beim normalen Betrieb werden daher die Katalysatorkammern
44 und 46 zu vorbestimmten Intervallen ausgetauscht, so daß jede Kammer in dem Produktgasstrom
während einer Zeit verbleibt, die durch die Aktivität des Katalysators bestimmt
wird. Die Katalysatorkammern 44 und 46 werden durch ein zeitreguliertes, automatisches
Servosystem umgeschaltet, welches die erforderlichen Ventile öffnet und schließt.
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Beim Ändern des oben beschriebenen Zustandes werden die Ventile 43,
47, 58 und 63 geschlossen und gleichzeitig werten die Ventile 45, 48, 57 und 62
geöffnet, Nun folgen die Produktgase aus der Rohrleitung 52 der Rohrleitung 55 über
das
Ventil 57 und treten in die erste Katalysatorkamme-- 44 ein und dann passieren sie
zu dem Hochofen über die Abnahmerohrleitungen 59 und 61. Das erwärmte Gichtgas wird
nun längs der Rohrleitung 42 in die zweite Katalysatorkammer 46 und in die Rohrleitung
49 geleitet und zu der Verzweigung 34 geführt.
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Wenn eine katalytische Umwandlung der ProduktOase richt erforderlich
ist, können die Katalysatorkammorn 44 und 46 übergangen werden. Dies erfolgt, indem
man das Ventil 54 öffnet und die Ventile 57 und 58 schließt, so daß die Produktgase
direkt über die Leitung 53 in den Hochofen strömen können. Zur gleichen Zeit wird
das Ventil 40 geöffnet und die Ventile 43 und 45 werden geschlossen, so daß das
heiße Gichtgas direkt zu der Brennerverzwc-igung 34 zusammen mit dem erwärmten Naturgas
geleitet wird.
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Wenn ein nennenswertes Vermischen der Kühlgase und der Verbrennungsgase
gefordert wird, kann die Brennerummantelung 13 durch eine kürzere Ummantelung ersetzt
werden, wie es durch die gestrichelte Linie in Fig. 1 dargestellt ist.Das ermöglich
daß die Kühlgase mit den turbulenten Verbrennungsgasen zu einem früheren Zeitpunkt
sich zu vermischen beginnen.
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Die Düsen 21 können etwas gegenüber der Brennerachse geneigt sein,
um dieses frühe Vermischen zu unterstützen.
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Bekannte Partialverbrennungsbrenner können für die Verwendung bei
der vorliegenden Erfindung modifiziert werden, indem man sie mit Einrichtungen ausrüstet,
um einen koaxialen Mantel aus Kuhlgasen um die Reaktionsteilnehmer in dem Brenner
vorzusehen, und indem man sie bevorzugt mit einer Ummantelung ausrüstet, um einen
koaxialen Raum zwischen dem Brennergehäuse und der Ummantelung zu definieren bzw.
zu begrenzen, wobei die Kühlgase in diesen Raum eingeführt werden.