DE2746810C2 - Fackelbrenner - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft Fackelbrenner gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Beim Fackeln von unter niedrigem Druck stehenden Kohlenwasserstoffgasen mit einem Molekulargewicht-Verhältnis von Wasserstoff zu Kohlenstoff von weniger als 0,30 besteht die Neigung, daß Rauch infolge unvollständiger Verbrennung entsteht und freier Kohlenstoff anfällt. Das Ablassen freien Kohlenstoffs in die Atmo-Sphäre führt zum Entstehen schwarzer Rauchfahnen, welche unansehnlich und ökologisch schädigend sind. Von den verschiedenen Verfahren, derartiger Raucherzeugung zu begegnen, haben zwei vor allem Bedeutung erlangt. Beim ersten Verfahren wird ein Rauchunter- ω drücker, so bevorzugt Dampf oder Wasser, in die Verbrennungszone eingeführt. Das Wasser reagiert in Dampfphase mittels bekannter endothermer Reaktionen mit dem Kohlenwasserstoff. Beim zweiten Verfahren werden luftgespeiste Fackelkamine bzw. -brenner verwendet, bei welchen eine turbulente Mischung der Luft mit dem Kohlenwasserstoffgas zum Zwecke vollständiger und rauchloser Verbrennung erzielbar ist.

Aus der US-PS 38 22 985 ist ein Fackelbrenner bekannt, zur rauchlosen, gleichzeitigen Verbrennung von Fackelgas hohen und Fackelgas niedrigen Drucks mit einer zentralen ersten Gasleitung für die Gase niedrigen Drucks, die über am oberen Ende angeordnete, radiaie, nach außen weisende, hohle, am äußeren Ende geschlossene Arme mündet, einer diese zentrale Gasleitung und die Arme koaxial umgebende Luftleitung, die im Bereich der radialen Arme mündet und einer zweiten Gasleitung für unter hohem Druck stehendes Gas, die an den radialen Armen mündet, wobei die radialen Arme der zentralen, das Niederdruckgas führenden ersten Gasleitung über seitliche öffnungen münden und die das Hochdruckgas führende zweite Gasleitung über Einzelbrenner mündet, die die zentrale Niederdruckgasleitung umgeben.

Dabei sind allerdings die Hochdruckgasbrenner außerhalb der die zentrale Niederdruckgasleitung umgebenden Luftleitung angeordnet und zwischen der Hochdruckgasleitung und der Niederdruckgasleitung bzw. zwischen dem in diesen Leitungen strömenden Gas ist keine steuerungstechnische Abhängigkeit wie z. B. aus der DE-OS 20 47 859 bekanntgegeben, wodurch bei der gewünschten rauchlosen Verbrennung keine optimalen Ergebnisse erzielt werden können.

Der Erfindung 'iegt die Aufgabe zugrunde, eine Fakkelvorrichmng zu schaffen, die die Möglichkeit bietet, Hochdruck- und Niederdruckgase ohne Rauchentwicklung und bei minimalem Energieaufwand abzufackeln.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Einzelbrenner der zweiten das Hochdruckgas führenden Leitung zwischen den radialen Armen liegen und daß in die Hochdruckgasleitung ein druckgesteuertes Ventil eingebaut ist, das sich öffnet, sobald der Druck in der Niederdruckgasleitung einen vorbestimmten Wert übersteigt, um dadurch abzufackelndes Gas dem Fackelbrenner sowohl über die Hochdruckgasleitung als auch über die Niederdruckgasleitung zuzuführen. Während das Abfackeln von Niederdruckgasen den Einsatz eines Gebläses für die Zufuhr von Luft erfordert, werden bei gleichzeitiger Verbrennung von Niederdruck- und Hochdruckgasen die zusätzlichen Energieanforderungen auf ein Mindestmaß reduziert, da durch die Entladung von Hochdruckgas Luft angesaugt wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

F i g. 1, 2 und 3 Draufsichten dreier Zweidruck-Brenner nach der Erfindung;

F i g. 4 eine Teilschnittansicht von Linie A-A in F i g. 3 und

F i g. 5 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des gesamten Systems zum Abfackeln der Gase.

F i g. 1 zeigt einen Zweidruck-Brenner 10, welcher konzentrisch innerhalb eines Luftrohres 12 angeordnet ist. Das Luftrohr stellt den eigentlichen Fackelkamin dar. Der Fackelkamin dient als Leitung für einen Zwangsumlauf oder induzierte Luftzirkulation an den Niederdruck-Gasentladeöffnungen. Eine Tragarm-Nabe 14 des Fackelbrenners besteht aus einem Gehäuse mit einer darin befindlichen Kammer, die zur Aufnahme des von unten (nicht dargestellt) zuströmenden Niederdruckgases dient. Das Gehäuse ist durch mehrere, Abstand aufweisende öffnungen durchsetzt, die mit der Kammer in offener Verbindung stehen. Hohle Arme 16

sind am Gehäuse befestigt und stehen in offener Verbindung mit der Kammer, wobei sie sich vom Gehäuse radial nach außen erstrecken. Jeder Arm ist am Außenende geschlossen und besitzt mehrere unter Abstand angeordnete öffnungen 18, die entlang beider Seiten angeordnet sind, um das Niederdruckgas in Richtung des Luftraumes 24 zu richten. Ein Gehäuse 20 für die Hochdruckgaszuführung bildet eine zweite Kammer und weist mehrere Auslässe auf, die mit der Kammer in offener Verbindung stehen. Das Gehäuse 20 befindet sich unterhalb der sternförmig angeordneten Arme 16. Zuführungsleitungen 22 sind an dem Hochdruckgehäuse angeschlossen und stehen sowohl mit den vorgenannten Gehäuseausläsf.en als auch mit Brennerspitzen (Einzelbrenner 26) in Verbindung. Hochdruckgas tritt in die vom Gehäuse 20 gebildete Kammer von unten (nicht dargestellt) ein, passiert die Kammer und gelangt über die Zuführungsleitungen 22 an die Einzelbrcner 26.

Gemäß F i g. 1 befinden sich die Einzelbrenner 26 zwischen Paaren angrenzender und sternförmig auskragender Arne 16 und weisen bezüglich der Mitte der tragenden Nabe einen gemeinsamen radialen Abstand auf.

In Fig.2 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, bei der die Einzelbrenner 26 unter unterschiedliehern radialem Abstand angeordnet sind.

F i g. 3 zeigt eine dritte Ausführungsform, bei welcher sich ein Teil der Zuführungsleitungen 22 für das Hochdruckgas durch die Wände des Fackelkamins erstreckt. Auf diese Weise sind außerhalb der Wand des Kamins als auch innerhalb derselben Hochdruck-Brenner angeordnet

F i g. 4 stellt eine Schnittansicht von F i g. 3 entlang des Schnittverlaufs A-A dar. Gemäß Darstellung wird Hochdruckgas durch die Hochdruckgasleitung 30 in das Gehäuse 20 eingeleitet, während unter niedrigem Druck stehendes Gas über die Niederdruckgasleitung 32 in die Tragarmnabe 14 eingeleitet wird. Die unter Abstand angeordneten öffnungen im Niederdruckgasgehäuse (Niederdruckgasleitung 32) tragen die Bezugszahl 36. Ein Einlaß 38 ist vorgesehen, um Wasser oder Dampf unterhalb der Brenner in den Fackelkamin einzuführen, falls weitere Rauchunterbindung erforderlich ist.

Während des gleichzeitigen Verbrennens von Hochdruck- und Niederdruckgasen wird Luft durch die Innenseite des Fackelkamins 34 angesogen und in Richtung der Obersei'e desselben geleitet. Auf diese Weise wird die Zuführung von Luft für das Niederdruckgas unterstützt.

In Fig.5 ist die erfindungsgemäße Anordnung zur Verwendung des Fackelsystems mit einzelner Entladungsleitung 40 dargestellt. Das Ventil 42 ist druckgesteuert, um zu öffnen, wann immer der Druck der Entladungsleitung einen vorbestimmten Druckwert übersteigt, derart, daß Gas sowohl dem Hochdruckgasgehäuse als auch dem Niederdruckgehäuse zuleitbar ist. Mit Hilfe des Gebläses 44 wird Luft zum Zwecke der rauchlosen Verbrennung des Niederdruckgases zugeführt.

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Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

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Claims (4)

Patentansprüche:

1. Fackelbrenner für eine einzelne Entladungsleitung mit einer zentralen ersten Gasleitung für die Gase niedrigen Drucks, die über am oberen Ende angeordnete radiale, nach außen weisende, hohle, am äußeren Ende geschlossene, Arme mündet, einer diese zentrale Gasleitung und die Arme koaxial um gebende Luftleitung, die im Bereich der radialen Arme mündet und einer zweiten Gasleitung für unter hohem Druck stehendes Gas, die an den radialen Armen mündet, wobei die radialen Arme der zentralen, das Niederdruckgas führenden ersten Gasleitung über seitliche öffnungen münden und die das Hochdruckgas führende zweite Gasleitung über Einzelbrenner mündet, die d:2 zentrale Niederdruckgasleitung umgeben, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelbrenner (26) der zweiten das Hochdruckgas führenden Hochdruckgasleitung (30) zwischen angrenzenden Paaren der radialen Arme (16) liegen und daß in die von der einzelnen Entladungsleitung zu den Einzelbrennern führende Hochdruckgasleitung (30), wie an sich bekannt, ein druckgesteuertes Ventil (42) eingebaut ist, das sich öffnet, sobald der Druck in der Niederdruckgasleitung (32) einen vorbestimmten Wert übersteigt, um dadurch abzufackelndes Gas dem Fackelbrenner sowohl über die Hochdruckgasleitung als auch über die Niederdruckgasleitung zuzuführen.

2. Fackelbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelbrenner (26) auf einem Kreis liegen, der koaxial zur zentralen Niederdruckgasleitung (32) angeordnet ist

3. Fackelbrenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelbrenner (26) auf zwei Kreisen angeordnet sind, die koaxial zur zentralen Leitung angeordnet sind.

4. Fackelbrenner nach Anspruch 3, ,dadurch gekennzeichnet, daß die auf dem einen Kreis angeordneten Einzelbrenner (26) außerhalb des Fackelbrenners angeordnet sind und zwischen der gedachten Verlängerung der Arme (16) liegen.