DE3644329A1

DE3644329A1 - METHOD FOR BURNING VICOSIC LIQUID FUEL AND DEVICE FOR CARRYING OUT THIS METHOD

Info

Publication number: DE3644329A1
Application number: DE19863644329
Authority: DE
Inventors: Oleg Vasilievich Shimanovsky; Boris Naumovich Troyanovsky; Alexandr Ivanovich Agafonov; Raida Mikhailovna Barzova; Olga Andreevna Balabanova; Viktor Ivanovich Gudkov; Sergei Alexeevich Savoshin; Vyacheslav Vasilie Shimanovsky
Original assignee: GNI ENERGETICHESKY INST
Current assignee: GNI ENERGETICHESKY INST
Priority date: 1985-12-24
Filing date: 1986-12-23
Publication date: 1987-06-25
Also published as: GB2185097B; GB2185097A; AU586527B2; GB8630885D0; SU1408155A1; AU6710787A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Wärmeenergie technik, insbesondere auf ein Verfahren zum Verbrennen von viskosem flüssigem Brennstoff und eine Einrichtung zur Durch führung dieses Verfahrens.The present invention relates to thermal energy technology, in particular to a method for burning viscous liquid fuel and a device for through implementation of this procedure.

Am erfolgreichsten kann diese Erfindung zum Verbrennen von schweren viskosen Abfällen der Pyrolyse von Rohöl und Schie fern angewendet werden.Most successfully, this invention can be used to burn heavy viscous waste from the pyrolysis of crude oil and schie be applied remotely.

Außerdem können das erfindungsgemäße Verfahren zum Verbrennen von flüssigem Brennstoff und die erfindungsgemäße Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens auch zur Verbrennung von Wasser-Kohle-Suspensionen, Masut-Kohle-Suspensionen, Schlämmen, Industrieabwässern, die organische feste, flüssige Stoffe sowie giftige Stoffe organischen Ursprungs, flüssige Abflüsse der kommunalen Versorgungswirtschaft, der städti schen Wirtschaft, flüssige Abfälle der landwirtschaftlichen Produktion u.ä. enthalten, verwendet werden.In addition, the method of burning according to the invention of liquid fuel and the device according to the invention to carry out this method also for combustion of water-coal suspensions, masut-coal suspensions, Sludges, industrial wastewater, the organic solid, liquid Substances and toxic substances of organic origin, liquid Outflows of the municipal utilities, the urban economy, liquid agricultural waste Production etc. included, used.

Es ist ein Verfahren zum Verbrennen von viskosem, flüssigem Brennstoff bekannt (siehe z.B. DE-PS 12 33 082, IPK F 23 D, veröffentl. 1967), das darin besteht, daß man den Brennstoff mit einem Gas unter einem Druck höher als der Brennstoffdruck vermischt und dabei einen zerstäubten Brennstoff erhält.It is a process for burning viscous, liquid Known fuel (see e.g. DE-PS 12 33 082, IPK F 23 D, published 1967), which consists in using the fuel with a gas under a pressure higher than the fuel pressure mixed and thereby receives an atomized fuel.

Den zerstäubten Brennstoff vermischt man dann mit einem Oxydationsmittelstrom bis zur Bildung eines brennbaren Ge misches. Des weiteren erwärmt man das brennbare Gemisch auf die Entzündungstemperatur.The atomized fuel is then mixed with one Oxidant flow until a combustible Ge is formed mix. Furthermore, the combustible mixture is heated to the ignition temperature.

Beim bekannten Verfahren verwendet man als Gas zur Brenn stoffzerstäubung und als Oxydationsmittel die Luft. In the known method, the gas used for the combustion atomization and air as an oxidizing agent.

Das bekannte Verfahren kann man effektiv zum Verbrennen von Schwerölbrennstoff des Masut-Typs anwenden.The known method can be used effectively for burning Use masut-type heavy fuel oil.

Jedoch ist zur Zeit im Zusammenhang mit einem Mangel an Brenn stoffreserven, besonders von Masuten und anderen Heizölen, die Notwendigkeit entstanden, die Möglichkeiten der Benutzung von Produktionsrückständen als Brennstoffquellen zu erweitern, näm lich solchen Abfallprodukten wie schwere Abfälle der Pyrolyse von Rohöl und Schiefern, Kohlen und anderen organischen Ressour cen, die nicht effektiv verbrannt werden können; bei der Durch führung des bekannten Verfahrens zum Verbrennen von viskosem flüssigem Brennstoff werden wegen ihrer hohen Viskosität, die die Viskosität von Masut übersteigt, der niedrigen Verbrennungs wärme, des schwankenden Gehaltes von organischen Komponenten im Brennstoffstrom sowie wegen des Gehaltes des flüssigen Brenn stoffes an festen Komponenten eine effektive Zerstäubung des viskosen flüssigen Brennstoffes behindert.However, it is currently related to a lack of sting reserves of material, especially of masute and other heating oils, the Need arose the possibilities of using To expand production residues as fuel sources, näm such waste products as heavy pyrolysis waste of crude oil and shale, coal and other organic resources cen that cannot be burned effectively; at the through implementation of the known method for burning viscous liquid fuel are used because of their high viscosity the viscosity of masut exceeds the low combustion heat, the fluctuating content of organic components in the Fuel flow and because of the content of the liquid fuel effective atomization of the solid components viscous liquid fuel hampers.

Die genannten viskosen Schwerölbrennstoffe können, wie dies Experimente zeigen, bei ihrer Verbrennung nach dem bekannten Verfahren nicht stabil entzündet und effektiv verbrannt werden wegen ihrer hohen Viskosität, eines recht niedrigen Tempera turniveaus der erzeugten Flamme und wegen eines un vollkommenen Ausbrennens fester organischer Brennstoffkomponen ten, wovon ein Teil nicht verbrennt und mit Verbrennungsprodukten fortgetragen wird.The viscous heavy oil fuels mentioned can, like this Experiments show their combustion after the known Processes cannot be ignited stably and burned effectively because of their high viscosity, a rather low tempera turn levels of the flame generated and because of an un complete burnout of solid organic fuel components parts of which do not burn and with combustion products is carried away.

Dies erklärt sich dadurch, daß die Tropfen des flüssigen Brenn stoffes verbrennen, während die Teilchen des festen Brennstof fes unvollständig verbrennen, weil praktisch der Hauptteil des Sauerstoffs des Oxydationsmittels beim Verbrennen der Tropfen des viskosen flüssigen Brennstoffes verbraucht wird, der in be zug auf die Brenneigenschaften aktiver als feste Brennstoffkom ponenten ist. This is explained by the fact that the drops of liquid distillate burn fuel while the solid fuel particles burn incompletely because practically the main part of the Oxygen of the oxidizing agent when burning the drops of the viscous liquid fuel that is consumed in be train on the burning properties more active than solid fuel com components.

Beim Verbrennen von hochviskosen flüssigen Brennstoffen nach dem bekannten Verbrennungsverfahren ist die Effektivität der Entzündung wegen der fehlenden Verdrehung des Oxydations mittelstromes unzureichend hoch.When burning highly viscous liquid fuels the effectiveness is based on the known combustion process the inflammation due to the lack of twisting of the oxidation medium flow insufficiently high.

Dies bietet keine Möglichkeit, eine hinlänglich große Flam menöffnung, die zu einer effektiven Entzündung, d.h. zu einer zuverlässigen Verbrennung verschiedener hochviskoser Brennstoffe, im besonderen zweiphasiger Brennstoffgemische, erforderlich ist, auch bei unterschiedlichen Zustandsgrößen des Brennstoffstromes zu erzielen.This does not offer a way to create a sufficiently large flam opening that leads to effective inflammation, i.e. to reliable combustion of various highly viscous Fuels, especially two-phase fuel mixtures, is necessary, even with different state variables to achieve the fuel flow.

Bekannt ist eine Einrichtung zur Durchführung des bekannten Verfahrens zum Verbrennen von viskosem flüssigem Brennstoff (siehe auch z.B. DE-PS Nr. 12 33 082, IPK F 23 D, veröff. 1967), die ein Gehäuse mit einem in diesem gleichachsig eingebauten Brennstoffzuführungsrohr besitzt.A device for carrying out the known is known Process for burning viscous liquid fuel (see also e.g. DE-PS No. 12 33 082, IPK F 23 D, published 1967), which is a housing with a coaxially installed in it Has fuel feed pipe.

Es sind ein Gaszufuhrstutzen und eine Baueinheit für die Gaszufuhr in den Brennstoff zur Verstäubung desselben sowie ein Stutzen für die Oxydationsmittelzuleitung zur Bildung eines brennbaren Gemisches mit dem Brennstoff vorhanden.There are a gas supply nozzle and a structural unit for the Gas supply in the fuel for dusting the same as well a connector for the oxidant supply for education of a combustible mixture with the fuel.

Die Baueinheit für die Gaszufuhr stellt einen Aufsatz dar, der mit dem Brennstoffzuführungsrohr in einem ausgeführt, in bezug auf dieses Rohr erweitert und gleichachsig mit dem Brennstoffzuführungsrohr hinter dem Austrittsende dessel ben angeordnet ist. In der Seitenwand des Aufsatzes sind Bohrungen zum Durchgang des Gases durch diese vorgesehen, das vom Stutzen für die Gaszufuhr dem Aufsatzhohlraum zu strömt. Der Hohlraum des Aufsatzes hat einen Querschnitts durchmesser größer als der Innendurchmesser des Rohres und dient als Mischkammer, die dazu bestimmt ist, daß der ver breiterte Brennstoffstrom, der einen Strahl des aus dem Stromzuführungsrohr ausgetretenen Brennstoffes bildet, mit dem Gas zur Herstellung eines zerstäubten Brennstoffes ver mischt wird.The unit for the gas supply represents an attachment that runs with the fuel supply pipe in one extended with respect to this tube and co-axis with the fuel supply pipe behind the outlet end of the same ben is arranged. Are in the side wall of the attachment Holes are provided for the passage of the gas through them, that from the nozzle for the gas supply to the top cavity flows. The cavity of the attachment has a cross section diameter larger than the inside diameter of the tube and serves as a mixing chamber, which is intended that the ver broadened fuel flow which is a jet of from the Power supply pipe spilled fuel forms with the gas to produce an atomized fuel is mixed.

Der Gaszufuhrstutzen steht mit dem Hohlraum des Aufsatzes der Baueinheit für die Gaszufuhr über einen Ringkanal zwi schen der Außenfläche des Brennstoffzuführungsrohres und der von ihr in einem Abstand befindlichen Innenfläche der ringförmigen Aufsatzwand sowie über die vorgenannten Bohrun gen, die in jenem Teil der Aufsatzwand ausgeführt sind, welcher an die Wand des Brennstoffzuführungsrohres angrenzt, in Verbindung.The gas supply nozzle is aligned with the cavity of the attachment the unit for the gas supply via an annular channel between the outer surface of the fuel feed pipe and the inner surface of it at a distance from it annular attachment wall and on the aforementioned Bohrun conditions that are carried out in that part of the top wall, which is adjacent to the wall of the fuel supply pipe, in connection.

Zwischen der Außenfläche des Aufsatzes und der Innenfläche des Gehäuses ist ein Ringkanal vorhanden, der ebenfalls mit dem Gaszufuhrstutzen in Verbindung steht und in Strö mungsrichtung des Gemisches von zerstäubtem Brennstoff und Gas in einen Axialkanal - einen Konfusor - übergeht, der im Grunde eine Fortsetzung des Kanals des Brennstoffzuführungs rohres darstellt, am Austritt eine erste erweiterte Düse aufweist und weiter in Strömungsrichtung mit einer Brenn kammer verbunden ist.Between the outer surface of the attachment and the inner surface of the housing there is an annular channel, which is also communicates with the gas supply nozzle and in flow direction of the mixture of atomized fuel and Gas passes into an axial channel - a confuser - which in the Basically a continuation of the fuel supply channel tube represents a first extended nozzle at the outlet has and further in the direction of flow with a focal chamber is connected.

Der vorhandene Stutzen für die Oxydationsmittelzuleitung ist in bezug auf die geometrische Längsachse des Brennstoff zuführungsrohres radial angeordnet.The existing connector for the oxidant supply is in relation to the geometric longitudinal axis of the fuel supply pipe arranged radially.

Es ist ein zweiter Konfusor vorhanden, der den Stutzen für die Oxydationsmittelzuleitung mit einer zweiten erweiterten Düse verbindet, die an dem Gehäuseaustritt angebracht und der Brennkammer zugewandt ist und mit der die erste erwei ternde Düse auf der Seite des Brennstoffzuführungsrohres in Verbindung gesetzt ist. There is a second confuser, which is the connector for the oxidant supply with a second extended Connects nozzle, which is attached to the housing outlet and faces the combustion chamber and with which the first one expands terter nozzle on the side of the fuel supply pipe is connected.

Die bekannte Einrichtung ist nicht effektiv genug beim Ver brennen von hochviskosen Schwerölbrennstoffen und zweiphasi gen Brennstoffen, die in der Flüssigkeit suspendierte feste Teilchen in einer großen Menge enthalten, sowie von Brenn stoffen, deren Verbrennungswärme niedriger als die Ver brennungswärme von Masuten ist und wesentliche Schwankungen im Sinne einer Verminderung der Verbrennungswärme hat.The known device is not effective enough when ver burning of highly viscous heavy oil fuels and two-phase against fuels, the solid suspended in the liquid Particles contained in a large amount, as well as from Brenn substances whose heat of combustion is lower than the ver combustion heat from Masuten is and significant fluctuations in terms of reducing the heat of combustion.

Dies erklärt sich dadurch, daß insofern die Bohrungen für die Gaszufuhr im Aufsatz am Austritt aus dem Brennstoffzu führungsrohr ausgeführt sind, die Vermischung aber im ver breiterten Teil des Aufsatzes stattfindet, die Zerkleinerung des Brennstoffstromes in Tropfen geschieht, weshalb es nicht gelingt, eine hinreichend sorgfältige, feine Vermischung des Brennstoffes mit dem Oxydationsmittel herbeizuführen.This is explained by the fact that the holes for the gas supply in the attachment at the outlet from the fuel guide tube are executed, but the mixing in ver wider part of the essay takes place, the crushing of the fuel flow happens in drops, which is why it doesn't succeeds in a sufficiently careful, fine mixing to bring fuel with oxidant.

Die besagte Anordnung der Bohrungen in der Aufsatzwand ge währleistet nicht immer eine sorgfältige Brennstoffzerstäu bung bei Änderung der Zusammensetzung, Viskosität, Qualität des zugeführten Brennstoffes sowie bei verschiedenen Verhält nissen der Zuführung des Brennstoffstromes.Said arrangement of the holes in the top wall ge does not always ensure careful fuel atomization Exercise when changing the composition, viscosity, quality of the fuel supplied and at different ratios nissen the supply of the fuel flow.

Die radiale Anordnung des Stutzens für die Oxydationsmittel zuleitung und die gleichachsige Anordnung des Ringraumes, der von diesem Stutzen zur zweiten erweiterten Düse führt, gewährleisten nicht immer eine zuverlässige Brennstoffent zündung.The radial arrangement of the nozzle for the oxidizing agents supply line and the coaxial arrangement of the annular space, that leads from this nozzle to the second expanded nozzle, do not always guarantee a reliable fuel ignition.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein solches Verfahren zum Verbrennen von viskosem flüssigem Brennstoff und eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zu schaffen, die eine ausreichend vollständige, feine Vermischung eines hochviskosen flüssigen Brennstoffes mit einem Oxydationsmittel und deren zuverlässige Entzündung zur effektiven Verbrennung sicherstellen.The present invention is based on the object such process for burning viscous liquid Fuel and a facility for performing this Procedure to create a sufficiently complete, fine mixing of a highly viscous liquid fuel with an oxidizing agent and its reliable ignition ensure effective combustion.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß im Verfahren zum Verbren nen von viskosem flüssigem Brennstoff man Brennstoff mit einem Gas unter einem Druck höher als der Brennstoffdruck vermischt und einen zerstäubten Brennstoff erhält, welcher dann mit ei nem Oxydationsmittelstrom bis zur Bildung eines brennbaren Ge misches vermischt wird, worauf man das erhaltene brennbare Gemisch auf die Entzündungstemperatur erwärmt; erfindungsge mäß verwendet man als Gas ein Dampf-Luft-Gemisch, das man durch Vermischen eines überhitzten Wasserdampfes mit Luft erhält und unmittelbar in den Brennstoffstrom unter Bildung von Gasblasen innerhalb des Brennstoffstromes einführt, während man den Oxydationsmittelstrom vorher verdreht und an der Peripherie des Brennstoffstromes mit Gasblasen zu führt.This object is achieved in that in the process for burning of viscous liquid fuel is fuel with one Gas mixed at a pressure higher than the fuel pressure and receives an atomized fuel, which then with egg stream of oxidant until a combustible Ge is formed is mixed, whereupon the combustible obtained Mixture warmed to ignition temperature; fiction According to the gas, a vapor-air mixture is used by mixing an overheated water vapor with air receives and directly into the fuel stream with formation introduces gas bubbles within the fuel flow, while twisting the oxidant stream beforehand and at the periphery of the fuel flow with gas bubbles leads.

Dadurch, daß als Gas ein Dampf-Luft-Gemisch verwendet wird, wird es möglich, die bekannte Eigenschaft des überhitzten Dampfes zu realisieren, aus hochviskosen Schwerölbrennstoffen leichtere Fraktionen zu verdampfen, welche ein homogenes Gemisch mit der zum Dampf-Luft-Gemisch gehörenden Luft bil den. Zudem erhöht der überhitzte Dampf die Temperatur, das Fließvermögen und, setzt die Größe der Oberflächenspannung von hochviskosen Brennstoffen herab.Because a vapor-air mixture is used as the gas, it becomes possible to overheat the known property Realize steam from highly viscous heavy oil fuels evaporate lighter fractions which are homogeneous Mixture with the air belonging to the steam-air mixture bil the. The superheated steam also increases the temperature Fluidity and, sets the size of the surface tension from highly viscous fuels.

Bei der Einbringung des Dampf-Luft-Gemisches unmittelbar in den Brennstoffstrom, d.h. vor der Verbreiterung des letzteren beim Auslauf desselben aus dem Brennstoffzufüh rungsrohr, werden Gasblasen gebildet, die in ihrem Inneren ein homogenes Gemisch der Luft und der verdampften Fraktionen des Schwerölbrennstoffes enthalten, während in der dünnen Hülle der Gasblase die schwersten Brennstoff-Fraktionen, beispielsweise Harze, konzentriert sind. Beim Verbrennen zweiphasiger Gemische von Schwerölbrennstoff und Festbrenn stoff sammeln sich in der Hülle der Gasblase auch Teilchen des festen Brennstoffes an. Das Vorhandensein eines leicht entzündlichen homogenen Gemisches von verdampften Brennstoff- Fraktionen mit Sauerstoff in der Gasblase erleichtert wesent lich die Entzündung und das Brennen der schweren Fraktionen und der festen Phase.Immediately upon introduction of the steam-air mixture into the fuel flow, i.e. before widening the the latter when it runs out of the fuel supply pipe, gas bubbles are formed inside them a homogeneous mixture of the air and the vaporized fractions of the heavy fuel oil contained, while in the thin Envelope the gas bubble the heaviest fuel fractions, for example resins. When burning two-phase mixtures of heavy fuel oil and solid fuel Particles also collect in the shell of the gas bubble solid fuel. The presence of an easy one flammable homogeneous mixture of vaporized fuel Fractions with oxygen in the gas bubble make things easier inflammation and burning of the heavy fractions and the solid phase.

Die anfängliche Verdrehung des Oxydationsmittels gewährlei stet die Vermischung der Gasblasen mit Hochtemperatur-Ver brennungsprodukten, die durch den Oxydationsmittelstrom aus der Brennzone der Flamme angesaugt werden und das von der geöffneten Flamme erzeugte Volumen ausfüllen. Dies ge währleistet eine zuverlässige Entzündung des homogenen Ge misches im Inneren der Gasblasen und die nachfolgende Ver brennung der Hülle der Gasblase sowie der festen Teilchen, falls diese vorhanden sind. Durch die Zuführung des verdreh ten Oxydationsmittelstromes an der Peripherie des Brennstoff stromes wird der größtmögliche Umfang der Berührung und Vermischung des Brennstoffstromes mit Gasblasen und des Oxydationsmittelstromes sichergestellt.Ensure the initial twist of the oxidant is the mixing of the gas bubbles with high temperature Ver combustion products caused by the oxidant flow are sucked out of the burning zone of the flame by Fill the volume generated by the open flame. This ge ensures reliable ignition of the homogeneous Ge mix inside the gas bubbles and the subsequent Ver burning the envelope of the gas bubble and the solid particles, if they exist. By feeding the twisted th oxidant flow on the periphery of the fuel stromes becomes the greatest possible amount of touch and Mixing the fuel flow with gas bubbles and the Oxygenant flow ensured.

Es empfiehlt sich, daß der Massedurchsatz des Dampf-Luft-Ge misches innerhalb von 0,9 bis 5 Gew.Teilen vom Massedurch satz des Brennstoffes aufrechterhalten wird.It is recommended that the mass flow rate of the steam-air Ge mix within 0.9 to 5 parts by weight of the mass rate of fuel is maintained.

Die Aufrechterhaltung des genannten Gewichtsverhältnisses der Ströme des Dampf-Luft-Gemisches und des viskosen flüssi gen Brennstoffes erlaubt es, den Brennstoff zuverlässig zu entzünden und vollständig zu verbrennen.Maintaining the weight ratio mentioned the streams of the vapor-air mixture and the viscous liquid gen fuel allows the fuel to be reliable to ignite and burn completely.

Bei Senkung dieses Verhältnisses unter 0,9 erweist sich die Luftmenge im Dampf-Luft-Gemisch als unzureichend für eine zuverlässige Entzündung des Brennstoffes.If this ratio is reduced below 0.9 it turns out the amount of air in the steam-air mixture is insufficient for reliable ignition of the fuel.

Bei Vergrößerung dieses Verhältnisses über 5 sinkt die Tem peratur der Flamme des verbrennenden Brennstoffes unter die optimale Temperatur wegen der Verdünnung des Brennstoffes durch eine überschüssige Luftmenge.If this ratio is increased above 5, the temp temperature of the flame of the burning fuel under the optimal temperature due to the dilution of the fuel due to an excess amount of air.

Es empfiehlt sich, daß der verdrehte Oxydationsmittelstrom so ausgeführt wird, daß sein Öffnungswinkel zur geometrischen Achse des Brennstoffstromes im Bereich von 10° bis 20° liegt.It is recommended that the twisted oxidant stream is designed so that its opening angle to the geometric The axis of the fuel flow is in the range from 10 ° to 20 °.

Unter dem Öffnungswinkel wird ein Winkel zwischen dem Vektor der maximalen Geschwindigkeit der verdrehten Ströme von Oxydationsmittel und viskosem flüssigem Brennstoff und der Achse des unverdrehten Brennstoffstromes verstanden.At the opening angle there is an angle between the vector the maximum speed of the twisted currents from Oxidizer and viscous liquid fuel and the Understood axis of the untwisted fuel flow.

Experimentell wurde nachgewiesen, daß der Öffnungswinkel des Oxydationsmittelstromes und der Öffnungswinkel der Flamme größenmäßig gleich sind.It has been experimentally proven that the opening angle of the oxidant flow and the opening angle of the flame are the same in size.

Der innerhalb des genannten Bereichs liegende Öffnungswinkel des verdrehten Oxydationsmittelstromes gestattet es, Schwer ölbrennstoffe zuverlässig zu entzünden und deren vollkommene Verbrennung zu erreichen.The opening angle within the specified range of the twisted stream of oxidant allows heavy reliably ignite oil fuels and their perfect To achieve combustion.

Bei der Senkung des Öffnungswinkels der Brennstoffflamme unter 10° geht die Effektivität der Entzündung und Ver brennung zurück wegen des Reduzierens oder vollständigen Verschwindens von Hochtemperatur-Verbrennungsprodukten, die durch den Oxydationsmittelstrom aus der Brennzone der Flamme angesaugt werden und die Entzündung der Gasblasen besorgen. When lowering the opening angle of the fuel flame the effectiveness of inflammation and ver goes below 10 ° burn back because of reducing or whole Disappearance of high temperature combustion products, by the oxidant stream from the combustion zone of the Flame to be sucked in and igniting the gas bubbles to get.

Die Vergrößerung des Öffnungswinkels der Flamme über 20° führt dazu, daß in das Volumen, welches durch die Öffnung der Flamme erzeugt wird, nicht nur die Verbrennungsprodukte angesaugt werden, sondern auch das Oxydationsmittel, das die Temperatur der Verbrennungsprodukte und somit auch deren Entzündungsfähigkeit stark herabmindert.The increase of the opening angle of the flame over 20 ° leads to the volume flowing through the opening the flame is generated, not just the combustion products are sucked in, but also the oxidizing agent, the the temperature of the combustion products and thus theirs Inflammability greatly reduced.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird auch mittels einer Einrichtung gelöst, die ein Gehäuse mit einem Stutzen für die Oxydationsmittelzuleitung enthält, bei der gleich achsig mit dem Gehäuse ein Brennstoffzuführungsrohr angeord net ist und bei der eine Baueinheit für die Gaszufuhr in den Brennstoff zu dessen Zerstäubung vorhanden ist, bei welcher Einrichtung die Baueinheit für die Gaszufuhr als Teil eines Ringzylinders ausgebildet ist, der das Brennstoff zuführungsrohr teilweise von unten umfaßt und dessen Hohlraum mit dem Brennstoffzuführungsrohr über eine Vielzahl von in seiner Wand vorgesehenen Bohrungen in Verbindung steht, während der Stutzen für die Oxydationsmittelzuleitung zur Verdrehung des Oxydationsmittelstromes vorgerichtet und so angeordnet ist, daß die Oxydationsmittelzuleitung hinter der Austrittsöffnung des Brennstoffzuführungsrohres erfolgt.The object of the present invention is also achieved by means of solved a device that has a housing with a nozzle contains for the oxidant supply line, at the same axially arranged with the housing a fuel supply pipe is net and in which a unit for the gas supply in the fuel for its atomization is available at which device the unit for the gas supply as Part of a ring cylinder is formed, which is the fuel supply pipe partially covered from below and its cavity with the fuel supply pipe through a variety of holes in its wall are connected, while the connector for the oxidant supply to Twisting of the oxidant flow is set up and is arranged so that the oxidant supply line behind the outlet opening of the fuel supply pipe.

Diese Ausführung der Baueinheit für die Gaszufuhr in Form eines Teils eines Ringzylinders, der das Brennstoffzufüh rungsrohr teilweise von unten umfaßt, macht es möglich, zuverlässig, d.h. unabhängig von den Schwankungen des Brenn stoffstandes im Brennstoffzuführungsrohr, die ganze notwendi ge Gasmenge in den Brennstoffstrom einzuführen und die Wech selwirkung zwischen Gas und Brennstoff zu verstärken, was zur Verbesserung ihrer Vermischung beiträgt. Die Effektivität der Einwirkung sinkt auch bei einer Verringerung der Brenn stoffmenge nicht. This version of the unit for the gas supply in the form a part of a ring cylinder which is the fuel supply partially covered from below, makes it possible reliable, i.e. regardless of the fluctuations in the focal material level in the fuel feed pipe, the whole necessary amount of gas into the fuel flow and the change to strengthen interaction between gas and fuel what contributes to improving their mixing. The effectiveness the action decreases even with a decrease in burning amount of substance not.

Die Ausführung einer Vielzahl von Bohrungen in der Wand des Brennstoffzuführungsrohres, welche den Hohlraum der Baueinheit für die Gaszufuhr und des Brennstoffzuführungs rohres verbinden, trägt zu einer vollständigeren Berührung des Gases und des viskosen flüssigen Brennstoffes bei und erlaubt es, das Gas in Form einer großen Anzahl von Strahlen zuzuführen, was die summarische Berührungsfläche von Gas und viskosem flüssigem Brennstoff vergrößert und die Intensi tät der Bildung der Gasblasen verstärkt.The execution of a variety of holes in the wall of the fuel supply pipe, which the cavity of the Unit for the gas supply and the fuel supply connecting pipes contributes to a more complete touch of gas and viscous liquid fuel at and allows the gas in the form of a large number of jets supply what the total touch area of gas and viscous liquid fuel increases and the intensi The formation of gas bubbles is intensified.

Bei Vorhandensein von festen Teilchen im viskosen flüssigen Brennstoff, d.h. bei Verminderung des Brennstoffheizwertes geht die Intensität der Bildung der Gasblasen nicht zurück.In the presence of solid particles in the viscous liquid Fuel, i.e. when the fuel calorific value is reduced the intensity of formation of gas bubbles does not decrease.

Die erwähnte Anordnung des Stutzens für die Oxydationsmittel zuleitung gestattet es, einen verdrehten Oxydationsmittel strom mit der größten Zentrifugalbeschleunigung an der Peri pherie des Stroms des viskosen flüssigen Brennstoffes mit Gasblasen zu erzeugen. Hierbei wird die Zentrifugalbeschleu nigung über die Peripherie des Stromes des viskosen flüssigen Brennstoffes gleichmäßig verteilt.The mentioned arrangement of the connector for the oxidizing agents supply line allows a twisted oxidant current with the greatest centrifugal acceleration on the Peri pheria of flow of viscous liquid fuel with To generate gas bubbles. Here the centrifugal acceleration cleaning over the periphery of the stream of viscous liquid Fuel evenly distributed.

Es ist zweckmäßig, daß der Stutzen für die Oxydationsmittel zuleitung so angebracht ist, daß seine geometrische Längs achse in bezug auf die geometrische Längsachse des Gehäuses versetzt und zu dieser zwecks Verdrehung des Oxydationsmit telstromes geneigt ist.It is appropriate that the connector for the oxidizing agent cable is attached so that its geometric longitudinal axis with respect to the geometric longitudinal axis of the housing added and to this for the purpose of twisting the Oxidationsmit telstromes is inclined.

Die versetzte gegenseitige Anordnung der genannten Achse des Stutzens für die Oxydationsmittelzuleitung und der ge nannten Achse des Gehäuses sowie das Vorhandensein der ge nannten Neigung gewährleisten die Verdrehung des Oxydations mittelstromes in einfachster Weise. The offset mutual arrangement of the named axis the connector for the oxidant supply and the ge called axis of the housing and the presence of the ge named inclination ensure the rotation of the oxidation medium flow in the simplest way.

Es empfiehlt sich, daß der Abstand zwischen der Austrittsöff nung des Brennstoffzuführungsrohres und einer an ihr am näch sten liegenden Bohrung aus der Vielzahl von Bohrungen in sei ner Wand von drei bis sechs Durchmesser des Kanals des Brenn stoffzuführungsrohres beträgt.It is recommended that the distance between the outlet opening of the fuel supply pipe and one at the next most lying hole from the large number of holes in A wall of three to six diameters of the Brenn's canal material feed pipe is.

Der besagte Abstand zwischen der Austrittsöffnung des Brenn stoffzuführungsrohres und einer an ihr am nächsten liegenden Bohrung aus der genannten Vielzahl von Bohrungen bietet die Möglichkeit, die Strömungsgeschwindigkeit des viskosen flüssigen Brennstoffes am Austritt aus dem Brennstoffzufüh rungsrohr auszugleichen und eine gleichmäßige Verteilung der Gasblasen im Volumen des viskosen flüssigen Brennstoffes zu erzielen, was zu einer intensiven Entzündung des Stroms des viskosen flüssigen Brennstoffes gleichmäßig an dessen Peripherie beiträgt.The distance between the outlet of the burner feed tube and one closest to it The hole from the abovementioned variety of holes offers Possibility of the flow rate of the viscous liquid fuel at the outlet from the fuel supply balance pipe and an even distribution of gas bubbles in the volume of the viscous liquid fuel to achieve what leads to an intense ignition of the current of the viscous liquid fuel evenly on it Periphery contributes.

Es ist bevorzugt, daß die Baueinheit für die Gaszufuhr im Querschnitt die Form eines Ringsektors hat, der einem Zentri winkel gleich 90° bis 120° entspricht.It is preferred that the gas supply assembly in the Cross-section has the shape of a ring sector that a Zentri angle corresponds to 90 ° to 120 °.

Diese Querschnittsform der Baueinheit für die Gaszufuhr gestattet es, das gesamte erforderliche Gasvolumen in den mit dem viskosen flüssigen Brennstoff am meisten gefüllten unteren Teil des Brennstoffzuführungsrohres zuzuführen. Bei der Zufuhr des viskosen flüssigen Brennstoffes, der feste Teilchen enthält, verhindert außerdem die besagte Form der Baueinheit für die Gaszufuhr die Abscheidung und Ansammlung der festen Teilchen im Brennstoffzuführungsrohr. Dadurch werden die Vermischungsbedingungen verbessert und die Entzündung des Stroms des viskosen flüssigen Brenn stoffes intensiviert.This cross-sectional shape of the gas supply assembly allows the total required gas volume in the most filled with the viscous liquid fuel to feed the lower part of the fuel feed pipe. When adding viscous liquid fuel, the contains solid particles, also prevents said Form of the unit for the gas supply and separation Solid particles accumulate in the fuel supply pipe. This improves the mixing conditions and the ignition of the stream of viscous liquid burning intensified.

Der genannte Bereich der Zentriwinkel erlaubt es, den Gas strom im Volumen des viskosen flüssigen Brennstoffes bei verschiedenen Durchsatzmengen des viskosen flüssigen Brenn stoffes und bei unterschiedlichem Grad der Füllung des Brenn stoffzuführungsrohres mit demselben gleichmäßig zu verteilen.The range of central angles mentioned allows the gas current in the volume of the viscous liquid fuel different throughputs of the viscous liquid distillate material and with different degrees of filling of the distillate to distribute the feed tube evenly with the same.

Bei einem Winkel kleiner als 90° nimmt der Strömungswider stand der Baueinheit für die Gaszufuhr schroff zu, was eine ungleichmäßige Verteilung des Gases im Volumen des viskosen flüssigen Brennstoffes verursacht, d.h. die Vermischung desselben mit dem Gas und die Verbrennung werden schlechter.If the angle is less than 90 °, the flow resistance increases the unit for the gas supply was rugged, which was a uneven distribution of gas in the volume of viscous liquid fuel, i.e. the mixing the same with the gas and the combustion become worse.

Bei einem Winkel größer als 120° befinden sich die oberen Reihen der Bohrungen, durch welche das Gas in den Strom des viskosen flüssigen Brennstoffes gelangt, nahe der Kante des Höhenstandes des Stroms des viskosen flüssigen Brenn stoffes an der Außenfläche des Stromzuführungsrohres bei ungleichmäßiger Zuführung desselben in den Kanal des Strom zuführungsrohres. Hierbei gelangt ein Teil des Gases nicht in das Volumen des viskosen flüssigen Brennstoffes, was ebenfalls die Intensität der Entstehung der Gasblasen, die Gleichmäßigkeit ihrer Verteilung im Volumen des Stromes des viskosen flüssigen Brennstoffes verhindert und die Ver brennung des letzteren verschlechtert.The upper ones are at an angle greater than 120 ° Rows of holes through which the gas enters the stream of the viscous liquid fuel gets near the edge of the level of the stream of viscous liquid burning material on the outer surface of the power supply tube uneven feeding of the same into the channel of the stream feed pipe. Part of the gas does not get here in the volume of the viscous liquid fuel what also the intensity of the formation of the gas bubbles, the Uniformity of their distribution in the volume of the stream of the viscous liquid fuel prevented and the Ver burning of the latter deteriorated.

Es ist günstig, daß die radiale Höhe des Ringzylinders der Baueinheit für die Gaszufuhr 0,3 bis 0,5 des Durchmessers des Kanals des Stromzuführungsrohres beträgt.It is favorable that the radial height of the ring cylinder Unit for the gas supply 0.3 to 0.5 of the diameter of the channel of the power supply pipe.

Hierbei gelingt es, wie Experimente zeigen, den Gasstrom im Volumen des viskosen flüssigen Brennstoffes gleichmäßig zu verteilen, die Bildung der Gasblasen zu intensivieren und diese im Volumen des viskosen flüssigen Brennstoffes gleichmäßig zu verteilen, was dessen Verbrennung verbessert.As experiments show, the gas flow is successful in the volume of the viscous liquid fuel evenly to distribute, intensify the formation of gas bubbles and this in the volume of the viscous liquid fuel to distribute evenly, which improves its combustion.

Bei Verkleinerung dieses Verhältnisses unter 0,3 nimmt der Strömungswiderstand der Baueinheit für die Gaszufuhr schroff zu, und die Gleichmäßigkeit der Verteilung des Gases sowie die Verbrennung desselben werden schlechter.If this ratio is reduced to less than 0.3, the Flow resistance of the unit for the gas supply is rugged to, and the uniformity of the distribution of the gas as well the combustion of the same gets worse.

Bei Vergrößerung dieses Verhältnisses über 0,5 wird der Strömungswiderstand der Bohrungen kleiner als der Strömungs widerstand der Baueinheit für die Gaszufuhr, was die Gleich mäßigkeit der Gasverteilung im Volumen des viskosen flüssigen Brennstoffes und die Verbrennung desselben ebenfalls ver schlechtert.If this ratio is increased above 0.5, the Flow resistance of the holes smaller than the flow resisted the gas supply assembly, which is the same moderation of the gas distribution in the volume of the viscous liquid Fuel and the combustion of the same also ver worsened.

Es ist weiterhin zweckmäßig, daß der Durchmesser einer jeden aus der Vielzahl von Bohrungen 0,2 bis 0,3 der radialen Höhe des Ringzylinders der Baueinheit für die Gaszufuhr beträgt.It is also appropriate that the diameter of each from the variety of bores 0.2 to 0.3 of the radial Height of the ring cylinder of the gas supply assembly is.

Dabei wird das Gas im Volumen des viskosen flüssigen Brenn stoffes hinreichend gleichmäßig verteilt, und die Gasblasen weisen annähernd gleiche Abmessungen auf, was die Entzün dung und Verbrennung verbessert.The gas in the volume of the viscous liquid burning material distributed sufficiently evenly, and the gas bubbles have approximately the same dimensions, which the Entzün and combustion improved.

Bei Verkleinerung des genannten Verhältnisses unter 0,2 wird die Gleichmäßigkeit der Gaszufuhr in das Volumen des viskosen flüssigen Brennstoffes schlechter wegen eines großen Strömungswiderstandes der Bohrungen im Vergleich mit dem Strömungswiderstand der Baueinheit für die Gaszufuhr.If the ratio is reduced to less than 0.2 the uniformity of the gas supply in the volume of the viscous liquid fuel worse because of a large one Flow resistance of the holes in comparison with the Flow resistance of the gas supply unit.

Bei Vergrößerung des genannten Verhältnisses über 0,5 wird die Gleichmäßigkeit der Gaszufuhr wegen der Nichtüberein stimmung der Strömungswiderstände der Bohrungen und der Baueinheit für die Gaszufuhr ebenfalls schlechter. Alles das verschlechtert die Verbrennung.If the above ratio is increased to 0.5 the uniformity of the gas supply due to the non-conformity matching the flow resistances of the bores and the Assembly for the gas supply also worse. Everything that worsens the combustion.

Somit sind das erfindungsgemäße Verfahren zum Verbrennen von viskosem flüssigem Brennstoff und die erfindungsgemäße Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens einfach und zuverlässig und gewährleisten eine hinreichend vollständige und feine Vermischung eines hochviskosen flüssigen Brennstof fes mit einem Oxydationsmittel sowie eine zuverlässige Ent zündung derselben zur effektiven Verbrennung.Thus, the method according to the invention for burning of viscous liquid fuel and the invention Setup simple and easy to perform this procedure reliable and ensure a sufficiently complete and fine mixing of a highly viscous liquid fuel fes with an oxidizing agent as well as a reliable ent ignition of the same for effective combustion.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Verbrennen von viskosem flüssigem Brennstoff ist besonders effektiv bei der Anwendung von Gemischen aus viskosen flüssigen Brennstoffen und festen Brennstoffen, was für die Ersetzung flüssiger Brennstoffe durch solche Gemische ausgenutzt werden kann.The inventive method for burning viscous liquid fuel is particularly effective in use of mixtures of viscous liquid fuels and solid Fuels, what for the replacement of liquid fuels can be exploited by such mixtures.

Die genannten Besonderheiten und andere Vorteile der vorlie genden Erfindung werden bei der Betrachtung der nachfolgenden Beschreibung eines konkreten Ausführungsbeispiels derselben und anhand der beigefügten Zeichnungen verständlicher; in diesen zeigtThe specified features and other advantages of the present The present invention will become apparent when considering the following Description of a concrete embodiment of the same and more understandable from the accompanying drawings; in shows this

Fig. 1 schematische Darstellung der Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Verbrennen von viskosem flüssigem Brenn stoff, teilweiser Längsschnitt; Fig. 1 is a schematic representation of the device for performing the method according to the invention for burning viscous liquid fuel, partial longitudinal section;

Fig. 2 einen Schnitt nach Linie II-II der Fig. 1. Fig. 2 shows a section according to line II-II in FIG. 1.

Das vorgeschlagene Verfahren zum Verbrennen von viskosem flüssigem Brennstoff und die vorgeschlagene Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung werden weiter im Text der Kürze halber jeweils "das erfindungsgemäße Verfahren" und "die erfindungsgemäße Einrichtung" genannt.The proposed method of burning viscous liquid fuel and the proposed facility to carry out this method according to the present Invention will continue to be used in the text for brevity "the inventive method" and "the inventive Facility ".

Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, daß man einen viskosen flüssigen Brennstoff erwärmt und mit einem Gas unter einem Druck höher als der Druck des viskosen flüssigen Brennstoffes vermischt. Hierbei wird als Gas ein Dampf-Luft- Gemisch verwendet, welches man durch Vermischung eines über hitzten Wasserdampfes mit Luft erhält, welche Vermischung mittels Ejektierens der atmosphärischen Luft durch den über hitzten Wasserdampf zustande gebracht wird.The inventive method is that one viscous liquid fuel heated and with a gas under a pressure higher than the pressure of the viscous liquid Mixed fuel. A vapor-air Mixture used, which is obtained by mixing an over heated steam with air receives what mixing by ejecting the atmospheric air through the heated steam is brought about.

Das Dampf-Luft-Gemisch wird in Form von Strahlen unmittelbar in den Brennstoffstrom unter Bildung von Gasblasen innerhalb des Brennstoffstromes eingeführt.The vapor-air mixture is instantaneous in the form of jets into the fuel stream with the formation of gas bubbles inside of the fuel flow introduced.

Die Bildung von Gasblasen findet deshalb statt, weil die Temperatur des Dampf-Luft-Gemisches, zu welchem der über hitzte Wasserdampf gehört, höher als die Temperatur des viskosen flüssigen Brennstoffes liegt, wobei infolgedessen die Oberflächenspannung des viskosen flüssigen Brennstoffes abnimmt. Deshalb werden bei der Einführung des Dampf-Luft- Gemisches unmittelbar in den Brennstoffstrom Gasblasen gebil det, in deren Innerem das Gemisch aus Dampf und Luft einge schlossen ist. Man führt das Dampf-Luft-Gemisch in den Brenn stoffstrom so lange ein, bis der gesamte Brennstoffstrom mit Gasblasen gefüllt ist.The formation of gas bubbles takes place because the Temperature of the steam-air mixture to which the over heard heated steam, higher than the temperature of the viscous liquid fuel lies, as a result the surface tension of the viscous liquid fuel decreases. Therefore, when the steam-air Mixtures formed directly in the fuel gas bubbles det, inside the mixture of steam and air turned on is closed. The steam-air mixture is led into the furnace flow until the entire fuel flow is filled with gas bubbles.

Das schaumartige Gemisch des Brennstoffes mit den Gasblasen vermischt man bis zur Bildung eines brennbaren Gemisches mit einem Oxydationsmittelstrom, den man vorher verdreht und dann an der Peripherie des Brennstoffstromes mit Gas blasen zuführt. Die Zentrifugalkräfte des verdrehten Oxy dationsmittelstroms wirken auf den Strom des Gas enthaltenden viskosen flüssigen Brennstoffes ein, indem sie diesen Strom verdrehen, was zur Öffnung der Ströme des Oxydationsmittels und des viskosen flüssigen Brennstoffes mit in dessen Innerem befindlichen Gasblasen in Form eines divergierenden Kegels beiträgt.The foam-like mixture of fuel with gas bubbles mix until a combustible mixture is formed with a stream of oxidant that is twisted beforehand and then on the periphery of the fuel flow with gas blow feeds. The centrifugal forces of the twisted oxy dationsmittelstroms act on the flow of gas containing viscous liquid fuel by using this stream twist, leading to the opening of the oxidant streams and the viscous liquid fuel inside located gas bubbles in the form of a divergent cone contributes.

Hierbei hält man den Massedurchsatz des Dampf-Luft-Gemisches innerhalb von 0,9 bis 5,0 Gew.Teilen vom Massedurchsatz des viskosen flüssigen Brennstoffes aufrecht. Beispielsweise beträgt dies für die Abfälle schwerer Harze der Pyrolyse von Festbrennstoffen 3 Gewichtsteile.The mass flow rate of the steam-air mixture is kept here within 0.9 to 5.0 parts by weight of mass throughput of viscous liquid fuel. For example this is for the wastes of heavy pyrolysis resins of solid fuels 3 parts by weight.

Den verdrehten Oxydationsmittelstrom führt man so zu, daß sein Öffnungswinkel zur geometrischen Längsachse des Stroms des viskosen flüssigen Brennstoffes im Bereich von 10° bis 20° liegt und konkret für die vorgenannte Brennstoffart 15° beträgt. Des weiteren erwärmt man das erhaltene brennbare Gemisch auf die Entzündungstemperatur.The twisted stream of oxidant is added so that its opening angle to the geometric longitudinal axis of the stream of viscous liquid fuel in the range from 10 ° to 20 ° lies and specifically for the aforementioned type of fuel Is 15 °. Furthermore, the combustible obtained is heated Mixture to the ignition temperature.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird bei der Beschreibung der Einrichtung zur Durchführung desselben und bei der Schil derung der Arbeit dieser Einrichtung ausführlicher offenbart.The method according to the invention is described in the description the facility for carrying out the same and the Schil Change the work of this facility disclosed in more detail.

Die erfindungsgemäße Einrichtung enthält ein Gehäuse 1 (Fig. 1) zylindrischer Form, bei dem die gemäß Fig. 1 linke Stirnseite offen ist. Im Inneren des Gehäuses 1 ist gleich achsig mit ihm ein Brennstoffzuführungsrohr 2 angeordnet. Dabei ist zwischen der Innenfläche des Gehäuses 1 und der Außenfläche des Rohres 2 ein Ringraum 3 vorhanden. Das Ein trittsende 4 des Rohres 2 (rechts in Fig. 1) steht mit einer (nicht gezeigten) Quelle des viskosen flüssigen Brennstoffes in Verbindung, während das Austrittsende 5 desselben (links in Fig. 1) mit seiner Austrittsöffnung 5′ in ein und derselben Ebene mit der entsprechenden Stirnseite des Gehäuses 1 liegt und mit einer (nicht gezeichneten) Brennkammer einer beliebigen bekannten, für diesen Zweck geeigneten Konstruk tion in Verbindung steht.The device according to the invention contains a housing 1 ( FIG. 1) of cylindrical shape, in which the left end face according to FIG. 1 is open. In the interior of the housing 1 , a fuel supply pipe 2 is arranged axially with it. An annular space 3 is present between the inner surface of the housing 1 and the outer surface of the tube 2 . A outlet end 4 of the tube 2 (right in Fig. 1) is connected to a (not shown) source of viscous liquid fuel, while the outlet end 5 of the same (left in Fig. 1) with its outlet opening 5 'in one and the same Level lies with the corresponding end face of the housing 1 and is connected to a (not shown) combustion chamber of any known construction suitable for this purpose.

Am Rohr 2 ist eine Baueinheit 6 für die Gaszufuhr angebracht, die als Teil eines Ringzylinders ausgebildet ist, welcher das Rohr 2 teilweise von unten umfaßt, wie dies in Fig. 1 und 2 dargestellt ist. Auf einem Teil der zylindrischen Wand des Rohres 2, die durch die Baueinheit 6 für die Gas zufuhr umfaßt ist, ist eine Vielzahl von Bohrungen 7 ausge führt, welche zur Verbindung des Hohlraumes der Baueinheit 6 für die Gaszufuhr mit dem Rohr 2 bestimmt sind.On the tube 2 , a unit 6 for the gas supply is attached, which is designed as part of a ring cylinder which partially surrounds the tube 2 from below, as shown in FIGS. 1 and 2. On a part of the cylindrical wall of the tube 2 , which is supplied by the unit 6 for the gas supply, a plurality of holes 7 leads out, which are intended for connecting the cavity of the unit 6 for the gas supply with the tube 2 .

Es ist ein Stutzen 8 für die Gaszuleitung in den Hohlraum der Baueinheit 6 für die Gaszufuhr vorhanden, der mit einer (nicht gezeigten) Quelle eines Gases verbunden ist, als welches im vorliegenden Fall ein Dampf-Luft-Gemisch verwendet wird.There is a connector 8 for the gas supply line in the cavity of the unit 6 for the gas supply, which is connected to a source (not shown) of a gas, which is used as a steam-air mixture in the present case.

Es ist ein Stutzen 9 für die Oxydationsmittelzuleitung vor handen, der in einem Stück mit dem Gehäuse 1 ausgeführt und mit einer (nicht gezeigten) Oxydationsmittelquelle in Verbindung gesetzt ist. Der Stutzen 9 ist für die Zuführung eines Oxydationsmittelstroms an der Peripherie des Brenn stoffstromes bestimmt und so angeordnet, daß die Zuleitung des Oxydationsmittels hinter der Austrittsöffnung 5′ des Rohres 2 erfolgt.There is a connector 9 for the oxidant supply line, which is made in one piece with the housing 1 and is connected to a source of oxidant (not shown). The nozzle 9 is intended for the supply of an oxidizing agent stream at the periphery of the fuel flow and arranged so that the supply of the oxidizing agent takes place behind the outlet opening 5 'of the tube 2 .

Der Stutzen 9 ist zur Verdrehung des Oxydationsmittelstroms vorgerichtet; dazu ist der Stutzen 9 so angebracht, daß seine geometrische Längsachse 9′ ungefähr um einen halben Durchmesser des Gehäuses 1 in bezug auf die geometrische Längsachse 1′ versetzt ist, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist, und unter einem Winkel α (Fig. 1) von etwa 60° zu dieser Achse geneigt ist.The connector 9 is prepared for rotating the oxidant stream; for this purpose, the nozzle 9 is attached so that its geometric longitudinal axis 9 'is offset by approximately half a diameter of the housing 1 with respect to the geometric longitudinal axis 1 ', as shown in Fig. 2, and at an angle α ( Fig. 1) is inclined by about 60 ° to this axis.

Der Abstand 1 zwischen der Austrittsöffnung 5′ des Rohres 2 und einer an ihr am nächsten liegenden Bohrung aus der Vielzahl von Bohrungen 7 beträgt von 3 bis 6 Durchmesser des Kanals des Rohres 2, und zwar ist dieser Abstand im vorliegenden Fall gleich vier genannten Durchmessern.The distance 1 between the outlet opening 5 'of the tube 2 and a bore closest to it from the plurality of bores 7 is from 3 to 6 diameters of the channel of the tube 2 , and in the present case this distance is equal to four diameters mentioned.

Die Baueinheit 6 für die Gaszufuhr ist als Teil eines Ring zylinders ausgebildet und weist im Querschnitt die Form eines Ringsektors auf, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist.The assembly 6 for the gas supply is formed as part of a ring cylinder and has the shape of a ring sector in cross section, as shown in Fig. 2.

Hierbei entspricht der Ringsektor einem Zentriwinkel β gleich 90° bis 120°, und im vorliegenden Fall ist β = 105°. Zwischen der unteren Außenfläche des Ringzylinders der Baueinheit 6 für die Gaszufuhr und der Innenfläche der Wand des Gehäuses 1 ist ein Ringspalt 10 vorhanden. Der Ringzylinder der Bau einheit 6 für die Gaszufuhr hat eine radiale Höhe h (Fig. 1) gleich 0,3 bis 0,5 des Kanaldurchmessers des Rohres 2, im vorliegenden Fall gleich 0,4 des genannten Kanaldurchmessers.Here, the ring sector corresponds to a central angle β equal to 90 ° to 120 °, and in the present case β = 105 °. An annular gap 10 is present between the lower outer surface of the ring cylinder of the unit 6 for the gas supply and the inner surface of the wall of the housing 1 . The ring cylinder of the construction unit 6 for the gas supply has a radial height h ( Fig. 1) equal to 0.3 to 0.5 of the channel diameter of the tube 2 , in the present case equal to 0.4 of the said channel diameter.

Der Durchmesser jeder aus der Vielzahl der Bohrungen 7 be trägt 0,2 bis 0,3 der radialen Höhe h des Ringzylinders der Baueinheit 6 für die Gaszufuhr, und zwar im vorliegenden Fall beträgt er 0,25 der genannten Höhe.The diameter of each of the plurality of bores 7 be 0.2 to 0.3 of the radial height h of the ring cylinder of the unit 6 for the gas supply, in the present case it is 0.25 of the said height.

Die Arbeit der Einrichtung zur Durchführung des erfindungsge mäßen Verfahrens geht auf die folgende Weise vor sich. The work of the device for carrying out the fiction The procedure is as follows.

Es wird die Arbeit der erfindungsgemäßen Einrichtung für einen Brennstoff betrachtet, der hochviskose Harze - Abfälle der thermischen Verarbeitung von heizwertarmen Festbrennstof fen - darstellt. Die genannten Harze werden aus einer Quelle - im vorliegenden Fall aus einem Sammelbehälter - durch eine (nicht gezeigte) Pumpe bekannter Bauart in das Brennstoff zuführungsrohr 2 am Eintrittsende 4 desselben gefördert und bewegen sich in diesem zum Austrittsende 5.The work of the device according to the invention is considered for a fuel which is highly viscous resins - waste from the thermal processing of low-calorific solid fuels. The resins mentioned are conveyed from a source - in the present case from a collecting container - by a pump (not shown) of known design into the fuel supply pipe 2 at the inlet end 4 of the same and move in the latter to the outlet end 5 .

Gleichzeitig wird über den Gaszuleitungsstutzen 8 in den Hohlraum der Baueinheit 6 für die Gaszufuhr in bekannter Weise ein unter Druck stehendes Gas zugeführt, im vorliegen den Fall ein von der Quelle kommendes Gemisch aus überhitztem Dampf und Luft. Aus dem Hohlraum der Baueinheit 6 für die Gaszufuhr tritt das Gemisch von überhitztem Dampf und Luft über die Vielzahl von Bohrungen 7 in den Hohlraum des Brenn stoffzuführungsrohres 2 zwischen seinem Eintrittsende 4 und seinem Austrittsende 5 ein.At the same time, a gas under pressure is supplied in a known manner via the gas feed pipe 8 into the cavity of the unit 6 for the gas supply, in the present case a mixture of superheated steam and air coming from the source. From the cavity of the assembly 6 for the gas supply, the mixture of superheated steam and air enters through the plurality of holes 7 in the cavity of the fuel supply pipe 2 between its inlet end 4 and its outlet end 5 .

Im Volumen des Hohlraumes des Brennstoffzuführungsrohres 2 findet im Bereich der Anordnung der Bohrungen 7 und bis zum Austrittsende 5 die Vermischung der Strahlen des Gemi sches von überhitztem Dampf und Luft mit dem Strom des hoch viskosen Harzes statt. Hierbei wird das Harz durch die Wärme des überhitzten Dampfes erwärmt, was die Oberflächenspannung des Harzes herabmindert. Infolge der aktiven Vermischung des Harzstromes mit den Strahlen von überhitztem Dampf und Luft, der Erwärmung desselben und Verminderung der Ober flächenspannung bilden sich Gasblasen innerhalb des Stroms des viskosen Harzes.In the volume of the cavity of the fuel supply pipe 2 takes place in the region of the arrangement of the holes 7 and up to the outlet end 5, the mixing of the rays of the mixture of superheated steam and air with the stream of highly viscous resin. Here, the resin is heated by the heat of the superheated steam, which reduces the surface tension of the resin. As a result of the active mixing of the resin stream with the jets of superheated steam and air, the heating of the same and reduction of the surface tension, gas bubbles form within the stream of the viscous resin.

Jede der Gasblasen besteht aus einer Hülle hochviskosen Harzes, innerhalb derer sich das Dampf-Luft-Gemisch befindet. Unter der Wirkung der Temperatur des überhitzten Wasserdampfes und des elektrostatischen Dipolmomentes seiner Moleküle erfolgt die Ausscheidung der leichtesten Fraktionen des hochviskosen Harzes ins Innere der Hohlräume der Gasblasen, welche Fraktio nen ein homogenes brennbares Gemisch bilden.Each of the gas bubbles consists of a highly viscous envelope Resin, within which the steam-air mixture is located. Under the effect of the temperature of the superheated steam and the electrostatic dipole moment of its molecules the elimination of the lightest fractions of the highly viscous Resin inside the cavities of the gas bubbles, which fraction form a homogeneous combustible mixture.

Bei der Bewegung im Rohr 2 bildet sich im Abstand 1 von seinem Austrittsende 5 im Strom des hochviskosen Harzes die größtmögliche Anzahl der vorerwähnten Gasblasen im Volu men dieses Harzes.When moving in the tube 2 forms at a distance 1 from its outlet end 5 in the stream of highly viscous resin, the greatest possible number of the aforementioned gas bubbles in the volume of this resin.

Gleichzeitig mit der Zuführung von Brennstoff und Dampf-Luft- Gemisch wird ein (nicht gezeigter) Druckventilator bekannter Bauart eingeschaltet, der das Oxydationsmittel, im vorliegen den Fall die atmosphärische Luft, in den Stutzen 9 für die Oxydationsmittelzuleitung fördert. Die Luft wird beim Durch strömen des Stutzens 9 infolge einer Winkelbeschleunigung des Oxydationsmittelstroms in bezug auf die Achse 1′ des Gehäuses verdreht. Die Verdrehung des Oxydationsmittelstroms erlaubt es, seine Öffnung beim Austritt aus dem Gehäuse 1 in Form eines divergierenden Kegels, der mit seinem breiten Teil zur Brennkammer gekehrt ist, zu erzielen. Hierbei ent stehen innerhalb dieses Kegels Gebiete des Rückumlaufs von er wärmten Verbrennungsprodukten, die eine der Hauptquellen für die Entzündung der Gasblasen sind, welche sich im Strom des hochviskosen Harzes befinden, der in die an das Aus trittsende 5 des Brennstoffzuführungsrohres 2 angrenzende Brennkammer austritt.Simultaneously with the supply of fuel and steam-air mixture, a (not shown) pressure fan of a known type is switched on, which conveys the oxidizing agent, in this case the atmospheric air, into the nozzle 9 for the oxidizing agent supply line. The air is rotated when flowing through the nozzle 9 due to an angular acceleration of the oxidant stream with respect to the axis 1 'of the housing. The twisting of the oxidant stream makes it possible to achieve its opening as it exits the housing 1 in the form of a diverging cone, the broad part of which is turned towards the combustion chamber. Here are ent within this cone areas of recirculation of heated combustion products, which are one of the main sources for the ignition of the gas bubbles, which are in the stream of highly viscous resin that exits into the combustion chamber adjacent to the exit end 5 of the fuel supply pipe 2 .

Ein solcher Prozeß der Vorbereitung des hochviskosen Harzes auf dessen Verbrennung und die Vermischung des Harzes mit dem Oxydationsmittel macht es möglich, Harze - Abfälle der Verarbeitung von Festbrennstoffen - effektiv und vollständig zu verbrennen.Such a process of preparing the highly viscous resin on its combustion and the mixing of the resin with The oxidizer makes it possible to waste the resins Processing solid fuels - effectively and completely to burn.

Für den Fall, daß als Brennstoff ein Gemisch von Harz und festen Teilchen verwendet wird, gewährleistet die erfindungs gemäße Einrichtung eine gleichmäßige Verteilung fester Teil chen nicht nur im Brennstoffvolumen sondern auch in der Hülle von Gasblasen.In the event that a mixture of resin and solid particles is used, ensures the fiction proper set-up an even distribution of solid part not only in the fuel volume but also in the Envelope of gas bubbles.

Die Inbetriebsetzung der erfindungsgemäßen Einrichtung wird mittels einer (nicht abgebildeten) Zündvorrichtung bekannter Bauart vorgenommen, die im Inneren der Brennkammer in der unmittelbaren Nähe vom Austrittsende 5 des Brennstoffzufüh rungsrohres 2 angeordnet ist.The commissioning of the device according to the invention is carried out by means of a (not shown) ignition device of a known type which is arranged in the interior of the combustion chamber in the immediate vicinity of the outlet end 5 of the fuel feed pipe 2 .

Die Außerbetriebsetzung der erfindungsgemäßen Einrichtung wird durch Ausschalten der Brennstoffpumpe, dann durch Ab schalten der Zuführung des Gemisches von überhitztem Dampf und Luft und schließlich durch Ausschalten des die Luft fördernden Druckventilators vorgenommen.The decommissioning of the device according to the invention is by switching off the fuel pump, then by Ab switch the supply of the mixture of superheated steam and air and finally by turning off the air promotional pressure fan made.

Laboruntersuchungen und versuchsmäßige Verbrennung von hoch viskosen flüssigen Brennstoffen haben gezeigt, daß das er findungsgemäße Verbrennungsverfahren und die erfindungsgemäße Einrichtung beim Verbrennen von Brennstoffen mit einer Vis kosität von 350 bis 380 cSt hocheffektiv sind.Laboratory tests and experimental combustion of high viscous liquid fuels have shown that he combustion process according to the invention and the inventive process Facility for burning fuels with a vis are highly effective from 350 to 380 cSt.

Außerdem ist es beim Verbrennen eines Gemisches eines visko sen flüssigen Brennstoffes mit einem Festbrennstoff möglich, bis zu 25% des flüssigen Brennstoffes durch den Festbrenn stoff ohne Herabsetzung der Verbrennungseffektivität zu ersetzen.It is also visco when burning a mixture liquid fuel with a solid fuel possible, up to 25% of the liquid fuel from solid burning without reducing the combustion effectiveness replace.

Man muß bemerken, daß beim Verbrennen von hochviskosen flüssigen Brennstoffen mit verminderter spezifischer Ver brennungswärme von z.B. 3000 bis 5000 kcal/kg die Höchsttem peratur der Flamme der Verbrennungstemperatur eines üblichen Masuts mit einer ungefähr doppelt so großen Verbrennungswärme nahekommt.It should be noted that when burning highly viscous liquid fuels with reduced specific Ver combustion heat of e.g. 3000 to 5000 kcal / kg the highest temperature of the combustion temperature of a conventional flame Masuts with approximately twice the heat of combustion comes close.

Die erfindungsgemäße Einrichtung ist einfach in der Herstellung und Bedienung und läßt sich an Kesseln verschiedener Typen gut montieren.The device according to the invention is simple to manufacture and operation and works well on boilers of different types assemble.

Claims

1. A method of burning viscous liquid fuel, in which fuel is mixed with a gas at a pressure higher than the fuel pressure and an atomized fuel is obtained, which is then mixed with an oxy dationsmittelstrom until a combustible mixture is formed, whereupon the The combustible mixture obtained is heated to the ignition temperature, characterized in that a vapor-air mixture is used as the gas, which is obtained by mixing an overheated steam with air and is introduced directly into the fuel stream with the formation of gas bubbles within the fuel stream, while rotating the oxidant stream beforehand and supplying it with gas bubbles at the periphery of the fuel stream.

2. The method according to claim 1, characterized in that the mass flow rate of the vapor-air mixture within from 0.9 to 5 parts by weight of the mass flow of the fuel maintained.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that you feed the twisted stream of oxidant so that its opening angle to the geometric axis of the stream of viscous liquid fuel in the range from 10 ° to 20 °.

4. A device for performing the method according to claim 1, which contains a housing ( 1 ) with a nozzle ( 2 ) for the oxy dationsmittelleitung, in which coaxially with the housing ( 1 ) is arranged a fuel supply pipe ( 2 ) and in which a structural unit ( 6 ) for the gas supply in the fuel for its atomization, characterized in that the structural unit ( 6 ) for the gas supply is designed as part of a ring cylinder which partially encompasses the fuel supply pipe ( 2 ) from below and the cavity of which The fuel supply pipe ( 2 ) is connected via a plurality of holes ( 7 ) provided in its wall, while the connection piece ( 9 ) for the oxidant supply line is set up to rotate the oxidant flow and is arranged such that the oxidant supply line is located behind the outlet opening ( 5 ′ ) of the fuel supply pipe ( 2 ).

5. Device according to claim 4, characterized in that the connecting piece ( 9 ) for the oxidant feed line is mounted in such a way that its geometric longitudinal axis ( 9 ') is offset with respect to the geometric longitudinal axis ( 1 ') of the housing ( 1 ) and to this is inclined.

6. Device according to claim 4 or 5, characterized in that the distance ( 1 ) between the outlet opening ( 5 ') of the fuel supply pipe ( 2 ) and a bore closest to it from the plurality of bores ( 7 ) in its wall of three to six diameters of the channel of the fuel feed pipe ( 2 ).

7. Device according to claim 4, characterized in that the structural unit ( 6 ) for the gas supply in cross section has the shape of a ring sector which corresponds to a central angle ( β ) equal to 90 ° to 120 °.

8. Device according to claim 4, characterized in that the radial height (h) of the ring cylinder of the structural unit ( 6 ) for the gas supply is 0.3 to 0.5 of the diameter of the channel of the fuel supply pipe ( 2 ).

9. Device according to claim 4, characterized in that the diameter of each of the plurality of bores ( 7 ) is 0.2 to 0.3 of the radial height (h) of the ring cylinder of the unit ( 6 ) for the gas supply.