DE2655321B2 - Verfahren zur Herstellung von ruBarmen und schwefelfreien Verbrennungs- - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von ruBarmen und schwefelfreien Verbrennungs-Info
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung
von schwefelfreien und rußarmen Verbrennungsgasen durch Vermischen eines Ausgangsgemisches von
Sauerstoff und Abgas bestimmter Zusammensetzung in bestimmten Gewichtsverhältnissen, Einleiten des so
hergestellten Endgemisches über eine bestimmte Zahl von Schlitzkanälen von Gasbrennern in einen Verbrennungsraum und Verbrennung bei bestimmten Temperaturen.
Es ist aus U11 m a η η s Encyklopädie der technischen
Chemie, Band 4, Seiten 649 ff. bekannt, daß man Brenngase in Gestalt von Gemischen aus Luft und
gasförmigen oder flüssigen Kohlenwasserstoffen, z. B. Methan, Benzol, Benzin, verbrennt und die so
erhaltenen Verbrennungsgase als Heizgase verwendet. Diese Verbrennungsgase enthalten praktisch immer
gewisse Anteile an Ruß; insbesondere bildet sich Ruß bei unvollständiger Verbrennung der Kohlenwasserstoffe (UiI mann, loc. cit., Band 14, Seiten 793, 794;
H off mann, Anorganische Chemie (Vieweg, Braunschweig, 16. Auflage, Seite 330). Ruß ist fein verteilter
Kohlenstoff, der noch Anteile an Sauerstoff, Wasserstoff und in geringerem Maße Schwefel, Stickstoff und
Nebenstoffe enthalten kann. Die Abscheidung von Ruß stört den Heizeffekt und es wird daher ein Luftüberschuß angewendet, damit der Kohlenstoff in den
Ausgangskohlenwasserstoffen möglichst gleichzeitig mit dem Wasserstoff verbrennt (U 11 m a η η, loc. cit..
Band 4, Seite 709). Rußhaltige Verbrennungsgase können je nach Vollständigkeit der Verbrennung bis 10
Gewichtsprozent Ruß, bezogen auf die Gewichtsmenge des verwendeten Kohlenwasserstoffs, enthalten. Neben
dem verringerten Heizeffekt bringt die Rußabscheidung noch andere betriebliche Schwierigkeiten mit sich, z. B.
erhöhte Reinigungskosten von Anlagen und Rohrverbindungen, Verstopfung von Ventilen oder Rohrverengungen und somit Betriebsstörungen, Beeinträchtigung
chemischer Umsetzungen durch die Anwesenheit von Ruß oder Verringerung der Aktivität oder Vergiftung
von Katalysatoren.
Processing, Band 12 (1974, Seite 14, lehrt, daß Abgase
ίο der Formaldehydherstellung mit einer Abgaszusammensetzung von 75 Volumenprozent N2, 20 Volumenprozent H2 und 5 Volumenprozent CO + CO2 mit
einem Heizwert von etwa 128 Kilojoule/Nm3 noch als
Brenngase eingesetzt werden können und die aus der Verbrennung dieser Brenngase entstehenden Verbrennungsgase für die Dampferzeugung und damit den
Betrieb der Formaldehydproduktion verwendbar sind. Der untere Heizwert der Brenngase wird ausdrücklich
als sehr niedrig beschrieben, um eine Verbrennung der Gase mit dauerhafter Flamme in einer besonderen
Verbrennungskammer zu ermöglichen. Nur sehr geringe Mengen an Formaldehyd und Methanol können
gegebenenfalls in den Brenngasen enthalten sein. Wird das Verfahren im großtechnischen Betrieb durchgeführt, so erweisen sich die angegebenen 5 Volumenpro
zent Kohlenoxide also etwa 43 Volumenprozent Kohlendioxid und 0,7 Volumenprozent Kohlenmonoxid
(Dubbels Taschenbuch für den Maschinenbau, 12. Auflage (1966) Springer-Verlag Berlin, Seite 468).
jo Es wurde nun gefunden, daß man rußarme und schwefelfreie Verbrennungsgase, die 434 bis 5,62
Gewichtsprozent Kohlendioxid, 1038 bis 133 Gewichtsprozent Wasserdampf, 7933 bis 82,76 Gewichtsprozent Stickstoff, 0,93 bis 1,03 Gewichtsprozent
Edelgase und 0,29 bis 0,42 Gewichtsprozent Sauerstoff enthalten, durch Verbrennung eines Gasgemisches mit
Luft in einer Verbrennungskammer mittels Gasbrenner herstellen kann, wenn man ein Gasgemisch, das 813 bis
85 Gewichtsprozent Stickstoff, 6,4 bis 73 Gewichtsprozent Kohlendioxid, 0,2 bis 03 Gewichtsprozent Kohlen
monoxid, 53 bis 7 Gewichtsprozent Wasserdampf, 1 bis 1,6 Gewichtsprozent Wasserstoff, 0,02 bis 0,1 Gewichtsprozent Formaldehyd, 0,01 bis 0,2 Gewichtsprozent
Methanol und 1,4 bis 1,47 Gewichtsprozent Edelgase enthält, mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 53 bis
18 Metern pro Sekunde und Luft mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 73 bis 20 Metern pro Sekunde über
die schlitzförmigen Kanäle von Gasbrennern einer Verbrennungskammer zuführt, das Gasgemisch und die
Luft miteinander vor oder bei Eintritt in die Verbrennungskammer in einem Molverhältnis von 039
bis 1,29 Mol in der Luft enthaltenem Sauerstoff je Mol Wasserstoff de* Gasgemisches vermischt und bei einer
Innentemperatur der Verbrennungskammer von 560 bis 1200° C verbrennt, wobei man 1 bis 10 Brenner und
jeweils 2 bis 18 Schlitzkanäle je Brenner verwendet.
Im Hinblick auf den Stand der Technik liefert das Verfahren nach der Erfindung auf einfacherem und
wirtschaftlicherem Wege schwefelfreie, rußfreie oder rußarme Verbrennungsgase, im allgemeinen ohne
nachweisbaren RuDgehalt. Mit Bezug auf insbesondere die in Processing genannten Bedingungen sind diese
vorteilhaften Ergebnisse überraschend. Der Gehalt an Wasserstoff und Kohlendioxid im erfindungsgemäß
hergestellten Gasgemisch ist wesentlich niedriger, andererseits wird ein hoher Gehalt von Wasserdampf
im Gasgemisch verwendet. Es war aus den Angaben der amerikanischen Veröffentlichung angesichts dieser
Unterschiede in der Zusammensetzung des Gasgemisches und des vergleichsweise wesentlich niedrigeren
Heizwertes des erfindungsgemäß verwendeten Ausgangsgasgemisches daher zu vermuten, daß eine
gleichmäßige Verbrennung des Gemisches mit dauerhafter Flamme und ohne wesentliche Rußbildung nicht
möglich ist Auch hätte man erwarten müssen, daß die erfindungsgemäß hergestellten Gemische nicht oder
unregelmäßig gezündet werden und der im Gemisch enthaltene Wasserdampf in der Brennkammer ganz
oder teilweise kondensiert und Korrosionen verursacht.
Vorteilhaft werden bei den erfindungsgemäßen Verfahren auch Gasgemische mit vergleichsweise
niedrigeren Heizwerten als Brenngase verwendet: solche Gemische fallen bei der großtechnischen r>
Formaldehydherstellung an. Somit können auch wasserdampfhaltige Abgase der erfindungsgemäß verwendeten
Zusammensetzung ohne Anwendung hoher Zündtemperaturen gezündet und mit dauerhafter Flamme
kontinuierlich verbrannt werden. Das erfindungsgemäß
hergestellte Emigasgemisch (Verbrennungsgas) dient
vorteilhaft als Heizgas, insbesondere für die Dampferzeugung. Die Verbrennungstemperaturen können bei
den erfindungsgemäß verwendeten Ausgangsgasgemischen (Brenngasen) im Vergleich zu der in Processing
beschriebenen Arbeitsweise gesenkt und die Leistung der von den resultierenden Verbrennungsgasen betriebenen
Dampferzeuger erhöht werden. Die Senkung der Verbrennungstemperatur verringert die Bildung von
Stickoxiden bei der Verbrennung. Dieser Vorteil gilt in m verstärktem Maße, wenn fossile Brennstoffe, wie Erdöl
oder Kohle, als Energiequelle ganz oder teilweise durch die erfindungsgenäßen Heitgase ersetzt werden; neben
der geringeren Stickstoffoxidbildung bietet das erfindungsgemäße Verfahren auch den orteil, daß kein
Schwefeldioxid gebildet wird. Im großtechnischen Betrieb entwickelt z. B. Heizöl 20 bis 30 Kilogramm
Schwefeldioxid je Tonne bei der Verbrennung. Das erfindungsgemäße Verfahren erspart daher verstärkte
Abgasreinigung und Abgaskontrolle, verringert den Gehalt an Kohlenmonoxid, Formaldehyd, Stickstoffoxiden
und Schwefeldioxid in der Luft und ist daher umweltfreundlicher. Der Betrieb einer Gesamtanlage
zur Herstellung von Formaldehyd ist ebenfalls einfacher, wirtschaftlicher und betriebssicherer. 4r>
Die Verbrennungsgase können als Heizgase auch in allen den Fällen, in denen Rußablagerung oder
mitgeschlepptes Schwefeldioxid oder Stickstoffoxide stören wurden, vorteilhaft verwendet werden, z. B. zum
Erhitzen von oxidischen Katalysatoren, wie Oxiden des w Eisens, Molybdäns, Kobalts, Nickels, Wolframs, Aluminiums,
Titans, Phosphors und Chroms. Vorteilhaft können sie zur Erwärmung von Katalysatoren bei
katalytischer) Syntheseverfahren, beispielsweise von Silberkatalysatoren, die die Umsetzung von Methanol r.
mit Sauerstoff zu Formaldehyd katalysieren, Anwendung finden. Insbesondere sind solche Heizgase auch in
Industrien oder Gegenden interessant, wo andere Ausgangsstoffe für die Herstellung von Verbrennungsgasen, wie Benzol oder Benzin, oder Stickstoff als w>
Heizgas nicht in ausreichender Menge vorhanden oder unwirtschaftlich sind. Stickstoff als Heizgas muß
außerdem für manche Synthesen, z. B. die vorgenannte Formaldehydherstellung, besonders gereinigt werden.
Luft als Heizgas kommt nicht für Synthesen in Betracht, bei denen Luftanteile bei der späteren Umsetzung
explosive Gemische bilden könnten, z. B. bei Umsetzungen mit Alkanolen. Leuchtgas und Stadtgas ergeben
Heizgase, die neben Ruß insbesondere noch Schwefel enthalten und so z, B, zahlreiche Katalysatoren beeinträchtigen
oder vergiften bzw. eine Korrosion der Anlagen fördern. Bei der elektrischen Beheizung
werden häufig örtliche Erhitzungen in der Mitte des Katalysatorbettes und Rußbildung beobachtet In allen
diesen Fällen liefert das Verfahren nach der Erfindung auf einfachem Wege ein wirtschaftlich vorteilhaftes und
betriebssicheres Heizgas.
Für die Gewinnung der Ausgangsgasgemische des erfindungsgemäßen Verfahrens können alle Synthesen,
die entsprechende formaldehydhaltige Abgase liefern, verwendet werden; in der Regel kommt die Herstellung
von Formaldehyd durch oxidierende Dehydrierung von Methanol in Gegenwart von Silber- oder anderen
Metallkatalysatoren, z. B. Kupferkatalysatoren, in Frage. Bezüglich der Herstellung von Formaldehyd wird
auf U11 m a η η s Encyklopädie der technischen Chemie,
Band 7 (1956), Seiten 659 ff, verwiesen.
Das Abgas der Formaldehydabsorption kann eine oder mehrere Absorptionen mit Wasser, mit Gemischen
von Wasser und Formaldehyd, mit Gemischen von Wasser und Harnstoff-Formaldehyd-Kondensaten und/
oder mit Harnstofflösungen durchlaufen und dann als Brenngas des erfindungsgemäßen Verfahrens dienen.
Ebenfalls kommen Gemische von Abgasen verschiedener Anlagen zur Forre ildehydherstellung, von Abgasen
der Herstellung von Formaldehyd-Harnstoffharzen als Brenngase in Frage. Gegebenenfalls können den
Abgasen auch fehlende Anteile an Komponenten, z. B. Wasserstoff oder Stickstoff, zugemischt werden. Für das
erfindungsgemäße Verfahren verwendet man als Ausgangsgasgemisch (Brenngas) ein Gemisch, das 81,3
bis 85, vorzugsweise von 82,3 bis 84 Gewichtsprozent Stickstoff, 6,4 bis 7,5, vorzugsweise 6,6 bis 7,1
Gewichtsprozent Kohlendioxid, 5,9 bis 7, vorzugsweise 6,2 bis 6,7 Gewichtsprozent Wasserdampf, 1 bis \,6,
vorzugsweise 1,2 bis 13 Gewichtsprozent Wasserstoff,
0,2 bis 0,9, vorzugsweise 0,45 bis 0,77 Gewichtsprozent Kohlenmonoxid, 0,02 bis 0,1, vorzugsweise 0,05 bis 0,07
Gewichtsprozent Formaldehyd, 0,01 bis 0,2, vorzugsweise 0,05 bis 0,15 Gewichtsprozent Methanol und von 1,4
bis 1,47, vorzugsweise 1,41 bis 1,45 Gewichtsprozent Edelgas enthält; gegebenenfalls können noch 0,1 bis 0,2
Gewichtsprozent Zersetzungsstoffe und/oder Verunreinigungen im Gasgemisch anwesend sein. Solche
Nebenstoffe können auch durch die verwendeten Ausgangsstoffe Methanol, Luft und Wasser eingeschleppt
werden.
Das Ausgangsgasgemisch wird mit einer Temperatur von 320 bis 400, vorzugsweise von 350 bis 390° C, mit
einem Überdruck von —1 bis +100, vorzugsweise von + 20 bis + 80, mbar diskontinuierlich oder vorzugsweise
kontinuierlich einer Verbrennungskammer zugeführt. Es besitzt eine Strömungsgeschwindigkeit von 5,5 bis 18,
vorzugsweise von 7 bis 16, Metern pro Sekunde und wird mit Luft, die eine Strömungsgeschwindigkeit von
7,5 bis 20, vorzugsweise von 9 bis 16, Metern pro Sekunde besitzt, gemischt. Die Strömungsgeschwindigkeit
in den Zuführungen entspricht ebenfalls der in den Kanälen der Brenner. Die Luft wird mit einer
Temperatur von 320 bis 4000C, vorzugsweise von 350 bis 3900C, mit einem Überdruck von -1 bis +100,
vorzugsweise 20 bis 80, mbar, diskontinuierlich oder vorzugsweise kontinuierlich zugeführt. Die Vermischung
kann vor dem Eintritt in den Brenner, im Brenner selbst oder vorteilhaft beim Eintritt aus dem
Brenner in die Verbrennungskammer erfolgen. Das
Mischungsverhältnis beträgt von 0,39 bis 1,29, vorzugsweise von 0,6 bis 1,1, MoI in der Luft enthaltener
Sauerstoff je Mol Wasserstoff des Ausgangsgasgemisches. Die Zuführung zur Verbrennungskammer erfolgt
durch die schlitzförmigen Kanäle von Gasbrennern. In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens werden das Gasgemisch oder die Luft jeweils getrennt voneinander durch einen oder
mehrere Kanäle der verwendeten Gasbrenner geführt und erst am Brennermund miteinander vermischt und
gleichzeitig gezündet
Man verwendet jeweils 2 bis 18, vorzugsweise 4 bis 13,
schlitzförmige Kanäle je Brenner und 1 bis 10, vorzugsweise 2 bis 6, Brenner je Verbrennungskammer.
Die Kanäle können zwar untereinander in Konstruktion, Material und/oder den Dimensionen verschiedenartig
ausgestaltet sein, vorteilhaft sind sie aber untereinander gleich. Der Querschnitt jedes Kanals
kann beliebige Formen besitzen, zweckmäßig ovale, runde, quadratische und vorzugsweise rechteckige
Form. Zweckmäßig wählt man ein Längenverhältnis von Breite zu Länge der Schlitzquerschnk:e von 0,03 bis
0,6, vorzugsweise von 0,08 bis 03- Zwar können die Kanalquerschnitte innerhalb des Kanals untereinander
bzw. vom Kanaleingangsschlitzquerschnitt bzw. vom Kanalausgangsschlitzquerschnitt unterschiedlich sein,
vorteilhaft wird man aber denselben Kanalquerschnitt in Form und Dimensionen von Eingang bis Ausgang
beibehalten. Bevorzugt sind Kanäle von 50 bis 150, vorzugsweise von 70 bis 125, Zentimeter Kanallänge,
von 250 bis 4500, vorzugsweise von 700 bis 2500, Quadratzentimeter Kanalquerschnittsfläche (Schlkzquerschnitt),
von 5 bis 30, vorzugsweise von 10 bis 20, Zentimeter Schlitzquerschnittsbreite.
Die Brenner können in den Verbrennungskammern beliebig angeordnet sein, zweckmäßig werden sie aber
am Kammerboden angebracht. Man kann den gesamten Boden der Kammer als Brenner ausgestalten, d. h. als
Eintrittsfläche von Luft und den Brenngasen in die Kammer verwenden; in diesem Falle teilt man den
Boden zweckmäßig in 2 bis 12 schlitzförmige Kanäle für
die getrennte Zufuhr von Gasgemisch und Luft, wobei vorteilhaft für die Luft 40 bis 60 Prozent der Kanäle zur
Verfügung stehen. Vorteilhafter wird man aber einen oder insbesondere mehrere Brenner wählen, deren
Brenngas- und Lufteintrittsfläcbe in die Kammer nur von 5 bis 70, vorzugsweise von 15 bis 50, Prozent der
gesamten Bodenfläche einnimmt. Die Eintrittsfläche jedes Brenners in die Kammer kann beliebige Form
besitzen, zweckmäßig ovale, runde, quadratische und vorzugsweise rechteckige Form. Verwendet werden 1
bis 10, insbesondere 2 bis 6, Brenner, die in beliebigen oder gleichen Abständen voneinander über den
Kammerboden verteilt oder in einer besonderen geometrischen Anordnung angeordnet werden; man
kann die Brenner z. B. in gerader Linie, die die Bodenfläche halbiert, wobei jeder Brenner vom
nächsten bzw. die beiden äußersten Brenner von den beiden Wänden denselben Abstand haben, anordnen.
Bevorzugt sind Verbrennungskammern mit einem Längenverhältnis von Höhe der Kammer zur Breite des
Bodens von 1 bis 3, vorzugsweise 1,5 bis 2,5, und von Höhe zur Länge des Bodens von 1,1 bis 3,1,
vorzugsweise von 1,5 bis 2,5. Die Brenner können zwar untereinander in Konstruktion, Material und/oder
Dimensionen verschiedenartig ausgestaltet sein, vorteilhaft sind sie aber untereinander gleich. Zweckmäßig
sind Austrittsflächen (Luft und Gasgemisch zusammen) je Brenner von 03 bis IA vorzugsweise von 0,5 bis 1,
Quadratmetern, GesamtaustriUsfläche (Luft und Gasgemisch)
aller Brenner der Verbrennungskammer von 0,3 bis 12, vorzugsweise von 1 bis 6, Quadratmetern,
Kammerhöhen von 1,5 bis 32, vorzugsweise von 3r6 bis
24, Metern. Die Kanäle eines Brenners endigen zweckmäßig in einer Vermischungseinrichtung, deren
Austrittsfläche die Eintrittsfläche der Brenner in die Kammer ist. Als Vermischungseinrichtungen kommen
ίο Mischer und vorteilhaft Düsen in Betracht, z. B.
Injektormischer, Mischkammern oder Mischstrecken mit Injektoren, Strahlmischer, Drallkammerdüsen, Exzenterdüsen,
Bündeldüsen, Zentrifugaldruckdüsen, Schlitzdüsen, Flachstrahldüsen, Hohldüsen, Spiraldüsen.
Vorteilhaft werden Gasgemisch und Luft in getrennten Kanälen zugeführt, in vorgenannten Düsen gemischt
und am Ausgang der Düse gezündet. Das Luft-Gasgemisch kann in bekannter Weise, z. B. durch elektrischen
Funken von 5000 bis 20 000 Volt, gezündet werden. Die Zündtemperatur des Gemische?· liegt in der Regel
zwischen 540 und 6000C. Nach der Entzündung bildet
sich eine blaßblaue, nahezu nicht leuchtende, rußarme bzw. rußfreie Ramme und eine Verbrennungstemperatur
in der Kammer von 560 bis 12000C, vorzugsweise
von 700 bis 900°C (gemessen am Ende des Flammenkegel;.).
Vorteilhaft stellt man durch entsprechende Regelung der Luft den Flammkegel so ein, daß der
Abstand (Kegelhöhe) von der Kegelspitze am Ausgang des Brenners bis zum Ende des Kegels 50 bis 270
Zentimeter beträgt. Der Durchmesser der Kegelbasis bzw. der Maximaldurchmesser des Flammkegels beträgt
vorteilhaft 10 bis 100 Zentimeter. Je mehr zusätzliche Luft zugeführt wird, desto kleiner ist diese
Kegelhöhe und desto heißer ist die Flamme. Die Verbrennung wird diskontinuierlich oder in der Regel
kontinuierlich durchgeführt. Im Verbrennungsraum stellt man zweckmäßig einen Gesamtüberdruck von — 1
bis 30, vorzugsweise von 0 bis 20 mbar, ein.
Ebenfalls kann die Zündung durch einen Nebenbrenner,
der den Brennermund auf eine Temperatur oberhalb der Entzündungstemperatur des Endgemisches
erwärmt, erfolgen. Im weiteren Verlauf wird die laufende Verbrennung durch die hohe Verbrennungstemperatur selbst bewirkt. Die hohe Temperatur in der
Verbrennungskammer kann auch durch konventionelle, dem Stand der Technik entsprechende Verbrennungseinrichtungen für üblicherweise verwendete Brennstoffe,
wie Öl oder Gas, an einer oder mehreren Stellen in der Verbrennungskammer erzeugt werden.
Die so erhaltenen Verbrennungsgase enthalten 10,98 bis 13,50, vorzugsweise von 11,5 bis 12,5, Gewichtsprozent
Wasserdampf, 4,94 bis 5,62, vorzugsweise vcn 5,i
bis 5,4, Gewichtsprozent Kohlendioxid und 79,53 bis 81./6, vorzugsweise von 80p bis 82,0, Gewichtsprozent
Stickstoff, 0,93 bis i,03, vorzugsweise 0,95 bis 1,0, Gewichtsprozent Edelgase, 0,29 bis 0,42, vorzugsweise
03 bis 0,46, Gewichtsprozent Sauerstoff. Die Verbrennungsgase
treten zweckmäßig am dem Brenner gegenüberliegenden Ende der Verbrennungskammer drucklos oder unter Druck aus und können ohne weitere
Verfahrensschritte als Heizgas verwendet werden.
Die in dem folgenden Beispiel aufgeführten Teile
bedeuten Gewichtsteile.
Aus einer Anlage der Formaldehydsynthese unter Verwendung von Rohmethanol und einem Silberkatalysator
mit Absorption (Wasser) werden kontinuierlich
stündlich 53 100 Teile Gasgemisch, das 83,47 Gewichtsprozent N2, 1,31 Gewichtsprozent H* 6,84 Gewichtsprozent COj, 0,53 Gewichtsprozent CO1 6,21 Gewichtsprozent H2O, 0,14 Gewichtsprozent CH3OH, 0,06
Gewichtsprozent CH20,1,44 Gewichtsprozent Edelgase enthält und einen unteren Heizwert von H11 = 99,7
Kilojoule/Nm' besitzt, und 24 957 Teile Luft getrennt
voneinander einer Verbrennungskammer zuführt. Die Kammer enthält am Boden 4 Brenner mit 12 schlitzför
migen Kanälen (6 für das Gasgemisch, 6 für die Luft) je Brenner. Das Gasgemisch hat eine Temperatur von
3800C, einen Überdruck von 70mbar und eine
Strömungsgeschwindigkeit von 15 Metern pro Sekunde, die Luft eine Temperatur von 3800C. einen Überdruck
von 22 mbar und eine Strömungsgeschwindigkeit von 15 Metern pro Sekunde. Gasgemisch und Luft werden
getrennt durch die jeweils für sie bestimmten Kanäle in alle Brenner eingeführt und miteinander in den
ScmitidüScM, uic in Jen Bi eimern den Kanälen
aufgesetzt sind, gemischt; das Endgemisch tritt dann durch den Düsenausgang (Brennermund) in den
Innenraiim der Verbrennungskammer ein. Das Mischungsverhältnis
beträgt 1.05 Mol Sauerstoff zugeführter Luft je Mol Wasserstoff des Gasgemisches. Die
untereinander gleichen Brennerkanäle sind rechteckig. Die Gesamtaustrittsfläche des Endgemisches an den
Brennern (Eintrittsfläche in die Kammer) beträgt 4200 S Quadratzentimeter, die Bodenfläche der quadratischen
Verbrennungskammer 64 Quadratmeter, die Kammerhöhe 16 Meter. Die Brenner sind mit gleichen
Abständen in einem Kreis um den Mittelpunkt des Kammerbodens angeordnet, wobei der Kreisradius
to 2 Meter beträgt.
Das Endgemisch wird bei dem Beginn durch Erhitzen des Brennermundes der Brenner gezündet, die Verbrennung
erfolgt dann kontinuierlich mit dauerhafter Flamme infolge der hohen Verbrennungstemperatur in
der Kammer. Diese Temperatur beträgt 700°C. der Überdruck in der Verbrennungskammer 20 mbar.
Dns Endgasgemisch (Verbrennungsgas) tritt am Kopf der Kammer aus. Man erhält 78 057 Teile Gemisch mit
5,i9 Gewichtsprozent Kohlendioxid, i2,J3 Gewichts-
M prozent Wasserdampf, 81,28 Gewichtsprozent Stickstoff,
0.96 Gewichtsprozent Edelgase und 0,34 Gewichtsprozent Sauerstoff. Sie werden für die Dampferzeugung
verwendet.
Claims (1)
- Patentanspruch:Verfahren zur Herstellung von rußarmen und schwefelfreien Verbrennungsgasen, die 434 bis 5,62 Gewichtsprozent Kohlendioxid, 1038 bis 13,5 Gewichtsprozent Wasserdampf, 79,53 bis 82,76 Gewichtsprozent Stickstoff, 033 bis 1,03 Gewichtsprozent Edelgase und 0,29 bis 0,42 Gewichtsprozent Sauerstoff enthalten, durch Verbrennung eines Gasgemischs mit Luft in einer Verbrennungskammer mittels Gasbrenner, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Gasgemisch, das 81,3 bis 85 Gewichtsprozent Stickstoff, 6,4 bis 73 Gewichtsprozent Kohlendioxid, 0,2 bis 03 Gewichtsprozent Kohlenmonoxid, 53 bis 7 Gewichtsprozent Wasserdampf, 1 bis 1,6 Gewichtsprozent Wasserstoff, 0,02 bis 0,1 Gewichtsprozent Formaldehyd, 0,01 bis 0,2 Gewichtsprozent Methanol und 1,4 bis 1,47 Gewichtsprozent Edelgase enthält, mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 5^ bis 18 Metern pro Sekunde und Luft mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 7,5 bis 20 Metern pro Sekunde über die schlitzförmigen Kanäle von Gasbrennern einer Verbrennungskammer zuführt, das Gasgemisch und die Luft miteinander vor oder bei Eintritt in die Verbrennungskammer in einem Molverhältnis von 039 bis 1,29 Mol in der Luft enthaltenem Sauerstoff je Mol Wasserstoff des Gasgemisches vermischt und bei einer Innentemperatur der Verbrennungskammer von 560 bis 12000C verbrennt, wobei man 1 bis 10 Brenner und jeweils 2 bis 18 Schlitzkanäle je Brenner verwendet.
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