DE2645278A1 - Verfahren, einrichtung und anlage zur wiedererhitzung eines viskosen fluessigen brennstoffes - Google Patents
Verfahren, einrichtung und anlage zur wiedererhitzung eines viskosen fluessigen brennstoffesInfo
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- F23K5/12—Preparing emulsions
Description
2645273
Bam 3727
Entreprise Generale de Chauffage Industriel PILLARD,
Marseille / Frankreich
Verfahren, Einrichtung und Anlage zur Wiedererhitzung eines viskosen flüssigen Brennstoffes
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wiedererhitzung
eines viskosen flüssigen Brennstoffes von der Art eines schweren Heizöls oder Masuts, wobei man zum Wiedererhitzen
in den Brennstoff Wasserdampf einspritzt, der kondensiert, um eine einem Brenner zuzuführende Emulsion aus Wässer
und Brennstoff zubilden. Ferner befaßt sich die Erfindung mit einer Einrichtung und Anlage zur Wiedererhitzung einer
Brennstoff-Emulsion.
Die Erfindung liegt auf dem technischen Gebiet der Konstruktion von Brennern für viskose flüssige Brennstoffe,
z.B. der Type von schwerem Heizöl oder Heizöl Nr. 2 oder sog. Masut, und insbesondere von Einrichtungen zur Wiedererhitzung
bzw. Wiedererwärmung des Brennstoffes vor dem Einspritzen bzw. Eindüsen in den Brenner.
Man weiß, daß die Luftverschmutzung, die von Rauchgasen
herrührt, welche in einem mit viskosen flüssigen Brennstoffen gespeisten Brennraum produziert werden, reduziert
wird, wenn man den Brenner mit einer innigen Emulsion aus Wasser und Brennstoff speist, die es gestattet, die
unbrennbaren Feststoffe, die Umwandlung von SO2 in SO3
und die Bildung von Stickstoffoxyden zu reduzieren, was
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eine Herabsetzung der maximalen Flammtemperatur mit sich bringt.
Man weiß ebenfalls, daß die Wiedererhitzung von viskosen Brennstoffen, wie z.B. Heizöl Nr. 2, auf eine Temperatur
oberhalb 120° notwendig ist, um den Brennstoff zerstäuben zu können, was sehr günstig für die Verbrennung ist.
Man weiß schließlich, daß ein Einspritzen von Wasserdampf in das Heizöl (zur Erzielung einer Emulsion aus
Wassertröpfchen und Brennstoff) es gestattet, einerseits das Heizöl dank der vom Wasserdampf herangebrachten Wärme
wieder zu erhitzen und gleichzeitig die Viskosität herabzusetzen, dank der Bildung einer Emulsion, die die
"viskose Dichtigkeit" der Mischung herabsetzt und deren spätere Zerstäubung erleichtert.
Es ist jedoch schwierig, eine innige Emulsion aus Wassertröpfchen und viskosem flüssigem Brennstoff zu erzielen.
Auf der anderen Seite bringt die Wiedererhitzung des Brennstoffes in einem Wärmetauscher durch Wasserdampf, der
seinen Wärmeinhalt über eine Wärmeaustauschwand abgibt, Schwierigkeiten dadurch mit sich, daß die Austauschflächen
groß sein müssen, oder aber die Spielräume der Temperatur müssen erhöht werden, und man weiß, daß der Druck eines
gesättigten Dampfes sehr schnell mit der Temperatur zunimmt, was die Notwendigkeit mit sich bringt, Wärmetauscher
zu konstruieren, die dem Dampfdruck widerstehen. Der Kampf gegen die Luftverschmutzung, der energisch eingesetzt hat,
zwingt zu einem Ausbleiben von sichtbaren Rauchgasen, zur Verwirklichung einer perfekten Verbrennung mit sehr geringem
Zugang von Luft, die augenblicklich das bestbekannte Mittel zum Reduzieren der Bildung von SO., ist und infolgedessen
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von schwefliger Säure ist, sowie zur Reduktion der maximalen Verbrennungstemperatur, um die Bildung von Stickstof
foxyden zu bremsen.
Die Hersteller von Brennern für viskose flüssige Brennstoffe
haben sich bemüht, eine umfassende Lösung zu finden, die es gestattet, indem sie alle einheitlich bekannten Lösungen
kombiniert, die zu einem der zuvor erläuterten Ergebnisse führen, ein Gesamtergebnis zu erzielen, das alle
Forderungen erfüllt, die durch die Bestimmungen des Kampfes gegen die Luftverschmutzung aufgezwungen sind, und dies mit
Hilfe einer äußerst einfachen und weniger kostspieligen globalen Lösung.
In diesem Sinne kennt man bereits ein Verfahren, das darin besteht, die viskosen Brennstoffe durch eine Emulsions-Wiedererhitzung
wieder zu erwärmen, d.h. indem in den Brennstoff Wasserdampf eingespritzt wird, der mit dem Brennstoff
eine Emulsion in der Weise bildet, daß der Wasserdampf als Wärmeträger-Fluid wirkt, das seine ganze Wärme an das
Heizmittel mit einem ausgezeichneten Wirkungsgrad abgibt und das gleichzeitig die Viskosität der Flüssigkeit reduziert,
wobei es einen Zusatz zum Brennstoff bildet, der die unbrennbaren Stoffe und die maximale Temperatur der Flammen
reduziert.
Aber bei diesen bekannten Verfahren verändert sich das Verhältnis des in das Heizöl eingespritzten Wasserdampfes
mit der Betriebsart des Brenners in der Weise, daß der Heizwert der Emulsion sowie die Temperatur des Brennstoffes variieren,
und man weiß, daß das spezifische Gewicht der flüssigen Brennstoff rasch mit der Temperatur variiert, was dazu
führt, daß - für eine gleiche volumetrische Menge des Brennstoffes, die der Faktor ist, auf den eine Regulierung des
Brennstoffes wirkt - man zu unterschiedlichen Massenleistungen bzw. Mengenleistungen und somit zu einer Verbrennungsqualität kommt, die sich von der optimalen Qualität entfernt.
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Das Gleichbleiben der Temperatur des Brennstoffes, der
zum Brenner gelangt, bestimmt außerdem die Fähigkeit dieses Brennstoffes gut zerstäubt und gut entzündet
zu werden bei seinem Ausgang am Brenner.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen viskosen flüssigen Brennstoff von Art eines schweren Heizöles
oder eines Masuts vor dem Einführen in einen Brenner für zerstäubten flüssigen Brennstoff wxederzuerwärmen,
und zwar mittels Wasserdampf, der in diesen Brennstoff eingespritzt wird, um eine sehr innige Emulsion aus
Wassertröpfchen und Brennstoff zu erzeugen, die automatisch einen konstanten Wasseranteil enthält, egal wie der Betriebsablauf
des Brenners ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man zum automatischen Aufrechterhalten der konstanten
Zusammensetzung der Emulsion bei variierender Betriebsweise des Brenners die Temperatur der Emulsion konstant hält.
Hierbei wird es vorgezogen, daß man vor dem Einspritzen des Wasserdampfes in den Brennstoff die Temperatur des Brennstoffes
und des Wasserdampfes auf einen konstanten Wert hält und daß man die Temperatur der erreichten Emulsion mißt und
automatisch die Menge des Wasserdampfes, der in den Brennstoff eingespritzt wird, in der Weise variiert, daß die
Temperatur der Emulsion konstant gehalten wird, wobei man eine Emulsion erreicht, die einen konstanten Wasseranteil
enthält, egal wie der Betriebsablauf des Brenners ist.
Es wird dabei ferner vorgezogen, daß man vor der Bildung der Emulsion den Brennstoff auf eine konstante Temperatur
vorwärmt, die geringer ist als die Temperatur der Emulsion.
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Man regelt den Druck des Brennstoffes - vor dem Einführen
in die Emulsionserhitzungseinrichtung - auf einen Wert von einigen Bar und komprimiert dann die Emulsion auf den notwendigen
hohen Druck, um sie dem Brenner zuzuführen, wobei dieser Druck in der Größenordnung von 25 bis 40 Bar liegt,
entsprechend den jeweiligen Brennern.
Eine Anlage zum Speisen eines Brenners mit zerstäubtem Brennstoff gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren ist durch
die folgende Kombination gekennzeichnet:
- Eine Pumpengruppe für Brennstoff niedrigen Druckes,
- einen Druckregler für den von der genannten Gruppe kommenden Brennstoff,
- ein Mittel zum Regeln der Temperatur des Brennstoffes auf einen konstanten Wert,
- eine Emulsions-Wiedererhitzungseinrichtung, die den Brennstoff mit einem konstanten Druck und einer konstanten
Temperatur sowie gesättigten Dampf mit konstanter Temperatur aufnimmt und eine Emulsion aus Wassertröpfchen
im Brennstoff bildet,
- ein Mittel zur Mengenregulierung des Dampfes, um die
Temperatur der Emulsion konstant zu halten, und
- eine Hochdruck-Pumpengruppe, die die genannte Emulsion komprimiert und sie dem Brenner zuführt.
Eine erfindungsgemäße Emulsions-Wiedererhitzungseinrichtung
für einen viskosen flüssigen Brennstoff zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist gekennzeichnet
durch ein von Öffnungen durchbohrtes Rohr, wenigstens eine Zuführung für gesättigten Wasserdampf mit konstanter
Temperatur und konstantem Druck, einen Kolben, der sich in dem genannten Rohr verschiebt, indem er eine variable
Anzahl von Öffnungen freigibt, ferner Mittel, um um das
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Rohr herum viskosen Brennstoff zirkulieren zu lassen, der mit konstanter Temperatur und konstantem Druck in die
Einrichtung eintritt, weiterhin einen Temperaturfühler, der im Auslaß für die Emulsion der Einrichtung angeordnet
ist, sowie einen Servomotor, der den Kolben verschiebt, um die Dampfmenge in dem Sinne zu variieren, indem die
Emulsionstemperatur konstant gehalten wird.
Durch die Erfindung ergibt sich zunächst eine sehr feine und sehr homogene Emulsion aus Wassertröpfchen in einem
viskosen flüssigen Brennstoff, die einen konstanten Wasseranteil enthält, egal wie der Brenner arbeitet, und eine
konstante Temperatur besitzt.
Das zweite Ergebnis der Erfindung besteht darin, daß ein für zerstäubten flüssigen Brennstoff bestimmter Brenner,
der mit einer Emulsion gespeist wird, die einen konstanten Heizwert, eine konstante Temperatur und ein konstantes
spezifisches Gewicht sowie einen guten flüssigen Zustand besitzt, bei äußerst guten Bedingungen arbeitet und daß
es möglich ist, die Verbrennung zu regeln, damit diese ganz in der Nähe der perfekten Verbrennung bleibt, mit einem
sehr geringen Überschuß an Luft, in einem Umfangsbereich
des Betriebsablaufes, wodurch es möglich ist, die sichtbaren Rauchgase und die Bildung von SO-. in dem sehr oft auftretenden
Fall zu reduzieren, indem der Brennstoff Schwefel enthält,
Die Gegenwart von Wasser im Brennstoff gestattet es, die maximale Flammtemperatur zu reduzieren, was die Bildung
von Stickstoffoxyden begrenzt und die unbrennbaren Feststoffe herabsetzt.
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— If —
Im folgenden sei die Erfindung anhand einiger in der Zeichnung veranschaulichter Ausführungsbeispiele, die
keinerlei begrenzenden Charakter besitzen, näher beschrieben. Es zeigen
Fig. 1 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
Fig. 2 eine Schemadarstellung einer Anlage zum Speisen
eines Brenners gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren;
Fig. 3 einen Axialschnitt durch■eine erfindungsgemäße
Emulsions-Erhitzungseinrichtung.
Fig. 1 veranschaulicht in schematischer Weise mit 1 eine Emulsionserhitzungseinrichtung, die stromaufwärts
bzw. oberhalb eines Brenners B angeordnet ist. Sie enthält
einerseits eine Zuführung C für viskosen flüssigen Brennstoff, z.B. Heizöl Nr. 2 oder anderem Heizöl, und
andererseits eine Zuführung V für gesättigten Dampf. Sie umfaßt einen Ausgang E für eine Emulsion aus Wassertröpfchen
in Brennstoff, wobei diese Emulsion für die Speisung
des Brenners mit zerstäubtem Brennstoff bestimmt ist, dessen Menge mit dem Betriebsablauf bzw. Funktionsablauf
variiert.
Die Funktion der Emulsionserhitzungseinrichtung 1 besteht in der Erhitzung bzw. Wiedererhitzung des viskosen
Brennstoffes C, dank den durch den gesättigten Dampf herangeführten
Wärmeeinheiten, um am Ausgang E eine Flüssigkeit zu erzielen, die genügend flüssig ist, um zerstäubt zu
werden. Das zu lösende Problem besteht darin, eine Emulsion E
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zu erzielen, die einen Heizwert, ein spezifisches Gewicht
und eine Temperatur T besitzt, welche während der ganzen Betriebsabläufe konstant sind.
Um dies zu erreiche, verfährt man in folgender Weise: Man gibt in die Emulsionserhitzungseinrichtung einen viskosen
Brennstoff C ein, der auf einer konstanten Temperatur T , deutlich unter der Endtemperatur T der Emulsion E
und bei einem etwa konstanten Druck P gehalten wird, der deutlich unter dem Druck P„ zum Einspritzen am Brenner
und über dem Druck P des gesättigten Dampfes liegt, der mit der Temperatur T der Emulsion E korrespondiert.
Andererseits führt man in die Emulsionserhitzungseinrichtung 1 gesättigten Dampf V mit gleichbleibender Temperatur
T1 und gleichbleibendem Druck P1 ein, wobei der
Druck P1 über dem Druck P in der Weise liegt, daß im
Innern der Einrichtung 1 der Dampf unter Druck in den Brennstoff C eingesprüht wird und sich mit diesem zur Bildung
einer Emulsion vermischt. Da der Druck P höher ist als der Verdampfungsdruck P, der mit der Temperatur T
korrespondiert, wird das in der Emulsion E enthaltene Wasser in einem Zustand flüssiger Tröpfchen gehalten,
und der Dampf überläßt daher dem Heizöl seine Kondensationswärme.
Der Dampf V ist vorzugsweise eine trockener gesättigter Dampf, der von jeglicher Mitnahme von Wasser befreit ist.
Am Ausgang der Einrichtung 1 nimmt ein Temperaturaufnahmegerät bzw. Temperaturmeßgerät 2 die Temperatur T der
Emulsion auf und wirkt automatisch auf einen Servo-Mechanismus 3, der eine Einrichtung 4 für eine progressive Regelung
der Dampfmenge D1 steuert, damit die Temperatur T konstant
gehalten wird. Die Einrichtung 4 kann in die Einrichtung
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eingebaut werden.
Dadurch, daß die Tempeeatur T konstant gehalten wird und daß die Temperatüren T des Brennstoffes C und die Temperatur
T1 des Dampfes ebenfalls konstant sind, ergibt sich,
daß das Verhältnis des in der Emulsion enthaltenen Wassers in allen Betriebsabläufen konstant ist.
Die Zusammensetzung und die Temperatur der Emulsion E sind daher konstant und der Heizwert sowie das spezifische
Gewicht des Brennstoffes bleiben ebenfalls konstant.
Die Aufbereitungen des Brennstoffes C und des Dampfes V vor deren Eintritt in die Einrichtung 1 können mit jedem
bekannten Mittel durchgeführt werden.
Die Regulierung des Druckes P1 und somit die Temperatur T
des gesättigten Dampfes V können in einem Kessel stattfinden, der Dampf produziert. Dies kann ebenfalls durch jedes
andere äquivalente Mittel erreicht werden, beispielsweise mittels eines Druckreduzierventils, das einen gesättigten
Dampf bei konstantem Druck zuführt.
Da der Dampf zum Erhitzen des Heizöles bestimmt ist, muß er selbstverständlich eine Temperatur besitzen, die
über der Temperatur T der Emulsion liegt und ausreicht, damit die latente Kondensationswärme und die an das Heizöl
abgegebene spezifische Wärme es gestatten, die Temperatur T zu erreichen, ohne daß ein zu großer Anteil Wasser
nötig ist. Um beispielsweise eine Temperatur T in der Größenordnung von 1200C mit einer Temperatur T in der Größenordnung
von 40° und eine Emulsion E, die weniger als 20% Wasser enthält, zu erhalten, benutzt man gesättigten Dampf mit
150°C.
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-VB-
Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens gegenüber den Verfahren, in denen man den Brennstoff in einem
Rohrwärmetauscher erhitzt, der durch eine Dampfzirkulation erwärmt wird, liegt darin, daß die Temperatur
und der Druck des Dampfes, die für eine Erzielung derselben Temperatur T erforderlich sind, stark reduziert
sind.
Fig. 2 zeigt eine schematische Zusammenordnung einer Brennstoffzuführanlage zu einem Brenner B, mit einem
Beispiel für die Aufbereitung des Brennstoffes C, bevor er in die Emulsionserhitzungsexnrichtung 1 eintritt.
Diese Anlage umfaßt eine Pumpe 5 (als Eingieß- bzw. Fördergruppe bezeichnet), die aus einem Bottich bzw.
Behälter 6 ansaugt und den Brennstoff C auf einen Druck höher als den Druck P komprimiert. Sie umfaßt ferner einen
Druckregler 7, der in einer Abzweigleitung 8 angeordnet ist, welche zum Behälter 6 zurückkehrt. Dieser Regler hält den
Brennstoff C auf einem konstanten Druck P , der durch ein Manometer 9 gemessen wird.
Der Brennstoff C passiert ferner einen elektrischen Vorerhitzer 10 mit niedriger Leistung, der durch einen Thermostat
11 automatisch gesteuert wird und die Temperatur T des Brennstoffes konstant hält, beispielsweise auf 40°.
Selbstverständlich kann dieser Vorerhitzer durch jedes andere äquivalente Mittel ersetzt werden, um die Temperatur
T konstant zu halten. Das Ziel dieser Vorerhitzung liegt darin, den Anteil des Wassers, der in dem Brennstoff
eingespritzt wird, zu reduzieren und den Brennstoff ausreichend zu fluidisieren, um ihn in die Einrichtung 1 einzuspritzen.
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-W-
In Fig. 2 findet man auch die Emulsions-Wiedererhitzungseinrichtung
1 wieder, die den Brennstoff C, der den Vorerhitzer 10 verläßt, und den gesättigten Dampf V aufnimmt.
Am Ausgang der Emulsionserhitzungseinrichtung gelangt die Emulsion E, die einen Druck P1 besitzt, der infolge
der Ladeverluste in der Einrichtung 1 unter P liegt, in
eine Hochdruck-Pumpengruppe 12, die die Emulsion auf einen Einspritzdruck P„ komprimiert, der zwischen 25 und 40 Bär,
entsprechend den Brennern, liegt.
Es ist wichtig, daß die Emulsion E vor der Hochdruckpumpe hergestellt ist, denn dadurch ist der Druck P des
die Einrichtung 1 durchsetzenden Brennstoffes niedrig, beispielsweise in der Größenordnung von einigen Bar, und
der Druck P1 des gesättigten Dampfes, der oberhalb P liegen
soll, bleibt relativ niedrig, z.B. in der Größenordnung von 5 bis 10 Bar.
Die Anlage der Fig. 2 umfaßt in bekannter Weise eine Rückführleitung 13 vom Brenner. Die Leitung 13 ist durch
ein Dreiwegeventil 14 mit der Abzweigleitung 8, die zum Behälter 6 zurückführt, und mit einer Abzweigleitung 15
verbunden, die an die Hauptleitung an der Zuströmseite des Vorerhitzers 10 angeschlossen ist.
Die normale Stellung des Ventiles 14 ist so, daß die
Leitungen 13 und 15 in der Weise verbunden sind, daß die vom Brenner zurückkehrende Emulsion sich mit dem die Fördergruppe
5 verlassenden Brennstoff vermischt und daß die Temperatur TQ und der Druck P der Mischung vor dem Eintritt in
die Emulsionserhitzungseinrichtung 1 reguliert wird.
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Fig. 3 veranschaulicht eine Ausfuhrungsform einer
Emulsionserhitzungseinrichtung bzw. Emulsions-Wiedererhitzungseinrichtung 1.
Diese Einrichtung umfaßt zwei koaxiale Rohre (mit der Achse x-x1, und zwar ein äußeres Rohr 18 und ein inneres
Rohr 19, die zwischen sich einen Ringraum 20 begrenzen, der an einem Ende, dem sog. vorderen Ende, offen und am
anderen Ende, dem hinteren Ende, geschlossen ist.
Das innere Rohr ist kürzer als das äußere Rohr. Es ist am vorderen Ende durch einen Verschluß bzw. Stopfen 22 geschlossen
und enthält öffnungen 23, die die Form von Löchern (Bohrungen) oder Schlitzen haben können.
Die Einrichtung enthält einen Zuführanschluß für flüssigen Brennstoff C, der in den Ringraum 20 einmündet, vorzugsweise
am hinteren Ende.
Sie umfaßt ebenfalls einen Anschluß für die Zuführung von gesättigtem Dampf V, der am hinteren Ende des inneren
Rohres 19 einmündet. Der Dampf verläßt das Rohr 19 durch
die öffnungen 23 in Form von Dampfstrahlen, die sich innig
mit dem Brennstoff C vermischen, der im Ringraum 20 zirkuliert. Der Dampf kondensiert zum Teil im Kontakt mit dem
Brennstoff C, der einen Druck von P oberhalb dem Verdampfungsdruck besitzt, und ein Emulsionstrahl aus Brennstoff,
Wassertröpfchen und Wasserdampf verläßt - indem er die vordere öffnung durchquert - den Ringraum 20. Dieser
Strahl strömt gegen einen Satz von Schikanen,die beispielsweise durch einen Stapel fächerförmiger Scheiben 24 gebildet
sind, die auf eine axiale Stange 25 aufgereiht sind, welche durch den Stopfen 22 getragen wird. Diese Scheiben
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sind mit umgekehrten Schritten bzw. Stufen aufgestapelt, d.h. mit einer Umkehrung von 180° jeweils der einen Scheibe
gegenüber der folgenden. Nach dem Passieren durch die Schikanen 24 erhält man eine sehr homogene Emulsion E aus
Brennstoff und Wassertröpfchen, die eine Temperatur T
besitzt, die zwischen der Temperatur T- des Dampfes und
der Temperatur T des Brennstoffes liegt und einen Druck P'
leicht unterhalb des Eintrittsdruckes P des Brennstoffes C infolge der Ladungsverluste besitzt.
Selbstverständlich kann der Stapel Scheiben 24 durch irgendeine andere Einrichtung zum Homogenisieren einer
äquivalenten Fluidmischung ersetzt werden, beispielsweise durch abwechselnde Schaufeln oder Flügel, die die Schikanen
bilden.
Die Einrichtung 1 umfaßt ferner einen fingerartigen Hohlkörper 26, der axial in einer Leitung bzw. einem Rohr 27
angeordnet ist, die bzw. das eine Verlängerung des Rohres darstellt.
Ein Rohr 28 ist koaxial im Innern des Rohres 27 um den fingerartigen Hohlkörper 26 in der Weise angeordnet,
daß es mit dem Rohr 27 einen Ringraum 29 begrenzt, der mit einer Auslaßöffnung 30 in Verbindung steht.
Der fingerartige Hohlraum ist an einem Gewindeverschluß
31 befestigt, der das Leitungsende 27 in der Weise versperrt,
daß die Emulsion E zunächst mit großer Geschwindigkeit
den Ringraum zwischen dem Hohlkörper 26 und dem inneren Rohr 28 passiert, indem sie um den fingerartigen Hohlraum
herumgeführt wird, und dann in Richtung auf den Auslaß durch den Ringraum 29 umkehrt.
^03834/0620
Diese Anordnung hat eine Verbesserung des thermischen Austausches zwischen der Emulsion und dem fingerartigen
Hohlraum sowie eine Reduzierung der thermischen Trägheit (dank der erhöhten Zirkulationsgeschwindigkeit der Emulsion)
zur Folge.
Der fingerartige Hohlraum 26 enthält einen Temperaturfühler, beispielsweise eine Thermokupplung 26a, die an
eine Verbindungsleitung 32 zu einem Servomotor 33 angeschlossen ist.
Im Innern des zentralen Rohres 19 ist ein 'hohler Kolben
34 angeordnet, der durch eine Stange'35 mit dem Servomotor 33 verbunden ist. Eine Bohrung 36, die am vorderen
Ende offen ist, durchquert diesen Kolben. Sie steht durch öffnungen 37 mit dem Zuführungsanschluß für Dampf V in
Verbindung.
Die Bewegung des Kolbens, der durch den Servomotor 33
gesteuert wird, legt eine mehr oder weniger große Anzahl der öffnungen 23 frei und gestattet es, die Dampfmenge
in dem Sinne zu variieren, indem die Temperatur T der Emulsion E konstant gehalten wird.
^09834/0 6
Leerseite
Claims (11)
1.. Verfahren zur Wiedererhitzung eines viskosen flüssigen
Brennstoffes von der Art eines schweren Heizöles oder Masuts, wobei man zum Wiedererhitzen in den Brennstoff
Wasserdampf einspritzt, der kondensiert, um eine einem Brenner zuzuführende Emuslion aus Wasser und Brennstoff
zu bilden, dadurch gekennzeichnet, daß man zum automatischen Aufrechterhalten
der konstanten Zusammensetzung der Emulsion bei variierender Betriebsweise des Brenners die Temperatur der
Emulsion konstant hält.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man vor dem Einspritzen des Wasserdampfes in den
Brennstoff die Temperatur des Brennstoffes und des Wasserdampfes auf einen konstanten Wert hält und daß
man die Temperatur der erreichten Emulsion mißt und automatisch die Menge des Wasserdampfes,der in den
Brennstoff eingespritzt wird, in der Weise variiert, daß die Temperatur der Emulsion konstant gehalten wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man vor der Bildung der Emulsion den Brennstoff auf
eine konstante Temperatur vorwärmt, die geringer ist als die Temperatur der Emulsion.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet,
daß man den Druck des Brennstoffes auf einen Wert von einigen Bar regelt und dann die Emulsion
auf den notwendigen hohen Druck komprimiert, um sie dem Brenner einzugeben.
^09834/0620
-VS-
5. Emulsions-Wiedererhitzungseinrichtung für einen viskosen flüssigen Brennstoff, zur Durchführung des Verfahrens nach
einem der Ansprüche 2 bis 4r gekennzeichnet durch ein
von öffnungen (23) durchbohrtes Rohr (19), wenigstens
eine Zuführung für gesättigten Wasserdampf (V) mit konstanter Temperatur und konstantem Druck, einen Kolben
(34), der sich in dem genannten Rohr verschiebt, indem er eine variable Anzahl von öffnungen freigibt, ferner
Mittel, um um das Rohr herum viskosen Brennstoff (C) zirkulieren zu lassen, der mit konstanter Temperatur
und konstantem Druck in die Einrichtung eintritt, weiterhin einen Temperaturfühler (26a), der im Auslaß für
die Emulsion (E) der Einrichtung angeordnet ist, sowie einen Servomotor (33), der den Kolben verschiebt, um
die Dampfmenge in dem Sinne zu variieren, in dem die Emulsionstemperatur konstant gehalten wird.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie folgende Teile enthält:
- Zwei koaxiale Rohre (18, 19), nämlich ein von den öffnungen (23) durchbohrtes inneres Rohr (19) und ein
äußeres Rohr (18), wobei beide Rohre zwischen sich einen Ringraum (20) begrenzen;
- Mittel zum Einspritzen des viskosen flüssigen Brennstoffes (C) mit gleicher Temperatur und gleichem Druck
in den genannten Ringraum (20);
- Mittel zum Einspritzen von gesättigtem Wasserdampf
(V) mit konstanter Temperatur und konstantem Druck in das genannte innere Rohr (19);
- ein Kolben 34, der gleitbeweglich im inneren Rohr (19) angeordnet ist;
- ein im Auslaß für die Emulsion (E) angeordneter Temperaturfühler (26a);
- ein Servomotor (33), der den Kolben (34) antreibt und der durch den Temperaturfühler (26a) in der Weise
steuerbar ist, daß eine variable Anzahl von öffnungen freigebbar ist.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß das innere Rohr (19) kürzer ist als das äußere Rohr
(-18) und daß vor dem vorderen Ende dieses inneren Rohres eine Einrichtung zum Homogenisieren der Emulsion (E)
aus Wassertröpfchen in Brennstoff, die den genannten Ringraum (20) verläßt.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Homogenisierungseinrichtung sich aus Schikanen zusammensetzt, zwischen denen die Emulsion (E) zirkuliert.
9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schikanen durch einen Stapel fächerförmiger
Scheiben (24) mit umgekehrten Stufen gebildet sind.
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler (26a) im Innern
eines fingerartigen Hohlkörpers (26) vorgesehen ist, der in axialer Richtung im Innern eines Rohres (28) angeordnet ist, dessen innerer Durchmesser etwas größer ist
als der Außendurchmesser des Hohlkörpers, wobei dieses
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Rohr koaxial im Innern eines zweiten Rohres (27) mit noch größerem Durchmesser angeordnet ist, mit dem es
einen Ringraum (29) begrenzt, der mit einer Auslaßöffnung (30) für die Emulsion (E) der Einrichtung in
Verbindung steht.
11. Anlage zur Speisung eines Brenners mit zerstäubtem Brennstoff,
gemäß dem Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch folgende Kombination:
- Eine Pumpengruppe (5) für Brennstoff niedrigen Druckes,
- einen Druckregler (7) für den von der genannten Gruppe kommenden Brennstoff,
- ein Mittel (10) zum Regeln der Temperatur (T ) des Brennstoffes auf einen konstanten Wert,
- eine Emulsions-Wiedererhitzungseinrichtung (1), die den Brennstoff (C) mit einem konstanten Druck (P )
und einer konstanten Temperatur (T ) sowie gesättigten Dampf (V) mit konstanter Temperatur (T) aufnimmt und
eine Emulsion (E) aus Wassertröpfchen im Brennstoff bildet,
- ein Mittel zur Mengenreglung (D..) des Dampfes, um die
Temperatur (T) der Emulsion konstant zu halten, und
- eine Hochdruck-Pumpengruppe (12), die die genannte Emulsion komprimiert und sie dem Brenner (B) zuführt.
709834/0820
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