DE3730122A1

DE3730122A1 - METHOD FOR HEAT GENERATION BY LOW POLLUTANT COMBUSTION

Info

Publication number: DE3730122A1
Application number: DE19873730122
Authority: DE
Inventors: William P Coppin; Richard A Campos
Original assignee: Maxon Corp
Current assignee: Maxon Corp
Priority date: 1986-09-22
Filing date: 1987-09-08
Publication date: 1988-03-31
Also published as: GB2195175B; GB8706525D0; FR2604241A1; GB2195175A

Abstract

A centrally disposed stream of gaseous fuel is provided at a pressure sufficient to direct the flame in a longitudinal direction, and a multiplicity of streams of oxygen- enriched air (or oxygen) in preferably a substantially stoichiometric amount are disposed about the stream of fuel and at a radial angle selected from approximately +20 DEG to -20 DEG , diverging from or converging towards, the longitudinal axis of the gaseous fuel stream. Next, the streams of gaseous fuel and oxygen enriched air are mixed. Finally, the mixture is combusted to form a sustainable flame having a zone of reduced temperature surrounding the flame to burn the gaseous fuel efficiently and to form relatively low levels of noxious combustion products therefrom. The oxygen- enriched air may contain up to 35% oxygen, and is fed through angled apertures 22 in an orifice plate 12 surrounding a fuel nozzle 16. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Wärmeenergie, insbesondere durch schadstoffarmes Verbrennen gasförmiger Brennstoffe mit mit Sauerstoff angereicherter Luft hoher Wirtschaftlichkeit.The invention relates to a method for generating thermal energy, in particular by low-emission gaseous combustion Fuels with oxygen enriched air high Economics.

Es sind die verschiedensten Brenner für die direkte Wärmeübertragung durch Erwärmen von Luft, z. B. in einem Ofen, oder zum Erwärmen von Flüssigkeiten durch indirekten Wärmeübergang in einem Kessel oder dergleichen bekannt. Einige dieser bekannten Verfahren zur Wärmeerzeugung arbeiten mit einer stöchiometrischen Menge an Brennstoffen, einschließlich gasförmigen Brennstoffen, und Luft. Einige Brennersysteme führen zu überhöhten Flammentemperaturen und zu Flammenformen, die eine beträchtliche Schockbeanspruchung der feuerfesten Ausmauerung, insbesondere in der unmittelbaren Umgebung der Flamme hervorrufen, oder mit anderen Worten wird der Brennerblock einer hohen Thermoschockbelastung unterworfen. Darüber hinaus sind einige der bekannten Mechanismen der Brenner relativ unwirksam bei der Verfeuerung gasförmiger Brennstoffe und führen darüber hinaus auch oft zu beträchtlichen Schadstoffmengen in den Verbrennungsgasen einschließlich NO und NO₂ (NO_x).There are various burners for direct heat transfer by heating air, e.g. B. in an oven, or for heating liquids by indirect heat transfer in a boiler or the like. Some of these known methods of heat generation work with a stoichiometric amount of fuels, including gaseous fuels, and air. Some burner systems lead to excessive flame temperatures and flame shapes which cause considerable shock stress to the refractory lining, particularly in the immediate vicinity of the flame, or in other words the burner block is subjected to a high thermal shock load. In addition, some of the known mechanisms of the burners are relatively ineffective in burning gaseous fuels and, moreover, also often lead to considerable amounts of pollutants in the combustion gases including NO and NO₂ (NO _x ).

Im Hinblick auf die Nachteile und Mängel der bekannten Brenner ist es Aufgabe vorliegender Erfindung, ein Verfahren zu bringen, bei dem kein feuerfester Block benötigt wird, sondern an dessen Stelle eine Metallhülse oder ein Metallgehäuse dient, so daß eine Verunreinigung der Flamme und schließlich des zu erwärmenden Materials vermieden wird und die Gefahr eines Bruchs durch unbeabsichtigten Stoß oder Schlag weitestgehend herabgesetzt ist. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird mit Sauerstoff angereicherter Luft bis hinauf zu reinem Sauerstoff gearbeitet, also mit einem oxidierenden Gas, enthaltend zumindest 35% O₂ bis hinauf zu 100% O₂. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der mit Sauerstoff angereicherte Luftstrom in drehender Bewegung mit solcher Geschwindigkeit mit einem solchen Druck unter einem solchen divergierenden oder konvergierenden Winkel und einem solchen Anstiegswinkel der Schraubenbewegung geführt, daß eine Flammenform erreicht wird, bei der sich eine Zone tieferer Temperatur innerhalb des Blocks ausbildet, die ihrerseits die Schockbeanspruchung des Blocks herabsetzt, jedoch die Wirksamkeit der Verbrennung und der geringe Schadstoffgehalt der Verbrennungsgase beibehalten wird. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden innerhalb einer Brennerstruktur die gleichen Isothermen (Temperatur der gleichen Größenordnung), wie sie sich mit Luft einstellen, aufrechterhalten, während jedoch der gasförmige Brennstoff oder das Heizgas um etwa 15% verringert und gleichzeitig ein verringerter NO_x-Ausstoß erreicht wird.In view of the disadvantages and shortcomings of the known burners, it is an object of the present invention to provide a method in which a refractory block is not required, but instead a metal sleeve or a metal housing is used, so that the flame and finally the contamination warming material is avoided and the risk of breakage due to accidental impact or impact is largely reduced. In the process according to the invention, oxygen-enriched air is used up to pure oxygen, ie with an oxidizing gas containing at least 35% O₂ up to 100% O₂. In the method according to the invention, the oxygen-enriched air flow is carried out in a rotating motion at such a speed and with such a pressure and under such a diverging or converging angle and such an angle of increase in the screw movement that a flame shape is achieved in which a zone of lower temperature within the Blocks, which in turn reduces the shock load of the block, but the effectiveness of the combustion and the low pollutant content of the combustion gases is maintained. In the method according to the invention, the same isotherms (temperature of the same order of magnitude) as are established with air are maintained within a burner structure, but the gaseous fuel or the heating gas is reduced by about 15% and at the same time a reduced NO _x emission is achieved .

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich besonders für die Herstellung von Aluminium, wo als Nebenprodukt der Aluminiumherstellung mit 35% O₂ angereicherte Luft anfällt. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere auch dort, wo eine außerordentlich reine Flamme notwendig ist, wie in der Glasherstellung.The inventive method is particularly suitable for Production of aluminum, where as a by-product of aluminum production air enriched with 35% O₂. The invention Process is particularly suitable where an extraordinarily pure flame is necessary, as in the Glass manufacturing.

Das erfindungsgemäße Verfahren stellt nun eine sehr wirksame und billige Methode der Erzeugung von Wärmeenergie durch direktes Verbrennen von vorzugsweise gasförmigem Brennstoff (Heizgas) mit mit Sauerstoff angereicherter Luft dar. Dazu wird ein Heizgasstrom entlang der Längsachse unter Druck mittig oder zentral eingeführt und eine Vielzahl von Strömen mit Sauerstoff angereicherter Luft (Verbrennungsluft), vorzugsweise in stöchiometrischer Menge im Hinblick auf das Heizgas, wird in einem Kreisring um den Heizgasstrom zugeleitet. Die Gasströmung soll radial in einem Winkel von etwa +20 bis -20° zur Längsachse des Heizgasstroms, also divergierend bzw. konvergierend, gerichtet sein.The method according to the invention is now a very effective one and cheap method of generating thermal energy through direct combustion of preferably gaseous fuel (Heating gas) with oxygen-enriched air a heating gas flow along the longitudinal axis under pressure in the middle or centrally introduced and a variety of streams with oxygen enriched air (combustion air), preferably in stoichiometric Amount in terms of heating gas is in one Circular ring fed around the heating gas flow. The gas flow should radial at an angle of approximately +20 to -20 ° to the longitudinal axis the heating gas flow, i.e. diverging or converging, be directed.

Die Ströme des Heizgases und der Verbrennungsluft mischen sich, es kommt zur Zündung und zur Ausbildung einer Flamme. Innerhalb eines die Flamme abschirmenden Blocks bildet sich um diese herum eine Zone relativ geringer Temperatur aus.The flows of the heating gas and the combustion air mix there is ignition and the formation of a flame. Within a block shielding the flame forms around it around a zone of relatively low temperature.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand von Brennern bzw. Brennerblöcken, wie sie beispielhaft in den Zeichnungen gezeigt sind, weiter erläutert.The method according to the invention is based on burners or Burner blocks, as exemplified in the Drawings are shown, explained further.

Fig. 1 zeigt eine Ansicht eines Brenners für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens; ein Teil vom Gehäuse ist weggebrochen, um innere Details zu zeigen. Ein solcher Brenner besitzt eine Düsenplatte mit beispielsweise einem Winkel A divergierend von der Längsachse des Heizgasstroms, eine Düse, eine Zündkerzenabschirmung, eine Rückplatte mit einer Abdichtung zur Trennung der Rückplatte vom Düsenkörper und schließlich eine Zündkerze an der Rückplatte. Das ganze steht in Verbindung mit einem abgeschrägten Block innerhalb eines Rahmens an der Vorderseite des Düsenkörpers. Fig. 1 shows a view of a burner for carrying out the method according to the invention; part of the case has broken away to reveal interior details. Such a burner has a nozzle plate with, for example, an angle A diverging from the longitudinal axis of the heating gas flow, a nozzle, a spark plug shield, a back plate with a seal for separating the back plate from the nozzle body and finally a spark plug on the back plate. The whole is related to a beveled block within a frame on the front of the nozzle body.

Fig. 2 zeigt von vorne eine Ausführungsform einer Düsenplatte aus Fig. 1, aus der ein Winkel B für drehende Verbrennungsluft-Strömung aus den Düsen zu entnehmen ist, welche sich radial im Abstand in einem Kreisring um die mittige oder zentrale Heizgasleitung befinden. Eine solche Ausführungsform ist für eine Verbrennung mit der erforderlichen Menge an Luft, enthaltend 20,8% Sauerstoff, geeignet. Fig. 2 shows from the front an embodiment of a nozzle plate from Fig. 1, from which an angle B for rotating combustion air flow can be seen from the nozzles, which are located radially at a distance in a circular ring around the central or central heating gas line. Such an embodiment is suitable for combustion with the required amount of air containing 20.8% oxygen.

Fig. 3 zeigt von vorne eine andere Ausführungsform einer Düsenplatte, aus der man entnimmt, daß die geneigten und divergierenden Düsen den halben Durchmesser von denen der Fig. 2 haben. Eine solche Ausführungsform eignet sich für mit Sauerstoff angereicherter Luft, enthaltend 22,8% Sauerstoff. Fig. 3 shows from the front another embodiment of a nozzle plate, from which it can be seen that the inclined and diverging nozzles have half the diameter of those of Fig. 2. Such an embodiment is suitable for oxygen-enriched air containing 22.8% oxygen.

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Düsenplatte für das erfindungsgemäße Verfahren, deren Düsen ¼ des Durchmessers der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform haben und die sich für mit Sauerstoff angereicherter Luft, enthaltend etwa 35% Sauerstoff, eignet. FIG. 4 shows a further embodiment of a nozzle plate for the method according to the invention, the nozzles of which have ¼ of the diameter of the embodiment shown in FIG. 2 and which are suitable for air enriched with oxygen, containing approximately 35% oxygen.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gelingt die Verbrennung von Heizgas mit mit Sauerstoff angereicherter Luft, deren Sauerstoffgehalt von etwa 20,8% O₂ bis 35% O₂ schwanken kann bzw. an Stelle mit Sauerstoff angereicherter Luft 100%iger Sauerstoff verwendet wird. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das Heizgas mittig oder zentral in Längsachse mit ausreichendem Druck eingeführt. Diesen Heizgasstrom umgibt eine Anzahl von Strömen von Verbrennungsluft vorzugsweise in einem Kreisring, wobei die Ströme in Radialrichtung zur Längsachse des Heizgasstroms um +20 bis -20° geneigt sind, also divergieren bzw. konvergieren. Dadurch erreicht man, daß die Verbrennungsluft in vielen Strompfaden den mittigen Heizgasstrom umgibt. Dabei mischt sich Heizgas und Verbrennungsluft. Die Verbrennungsprodukte unterhalten die Flamme, die von einer Zone tieferer Temperatur umgeben ist. Es kommt also bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zu einer wirksamen Verbrennung mit relativ geringem Schadstoffausstoß, insbesondere von NO_x.With the method according to the invention the combustion of heating gas with oxygen-enriched air succeeds, the oxygen content of which can fluctuate from about 20.8% O₂ to 35% O₂ or 100% oxygen is used instead of oxygen-enriched air. In the method according to the invention, the heating gas is introduced centrally or centrally in the longitudinal axis with sufficient pressure. This heating gas stream is surrounded by a number of streams of combustion air, preferably in a circular ring, the streams being inclined in the radial direction to the longitudinal axis of the heating gas stream by +20 to -20 °, that is to say diverging or converging. As a result, the combustion air surrounds the central heating gas flow in many flow paths. The heating gas and combustion air mix. The combustion products maintain the flame, which is surrounded by a zone of lower temperature. The method according to the invention therefore leads to effective combustion with relatively low pollutant emissions, in particular NO _x .

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Verbrennungsluft mit bis etwa 35% Sauerstoff angereicherte Luft. Man kann aber auch reinen Sauerstoff verwenden, wobei jedoch die Düsenöffnungen dann etwa ¹/₅ des Durchmessers der Düsenöffnungen für Luft betragen müssen.In a preferred embodiment of the invention The process is combustion air with up to about 35% oxygen enriched air. But you can also use pure oxygen use, however, the nozzle openings then about ½ of the Diameter of the nozzle openings for air must be.

Das Heizgas wird wie üblich mit dem erforderlichen Druck herangebracht, das gleiche gilt für die Verbrennungsluft.The heating gas is, as usual, at the required pressure brought up, the same applies to the combustion air.

Der Heizgasstrom ist bevorzugt im Querschnitt im allgemeinen kreisförmig, während die Ströme der Verbrennungsluft um diesen in dessen Längsachse schraubenförmig geführt werden. Dazu wird die Verbrennungsluft in einer Neigung von 0 bis 40° zur Längsachse des Heizgasstroms eingeführt. Es kommt dadurch zu einer Anzahl von schraubenförmigen Strömen der Verbrennungsluft um den mittigen Heizgasstrom, wobei im Querschnitt die Durchmesser des Heizgasstroms und der Ströme der Verbrennungsluft so gewählt werden, daß im wesentlichen für die Verbrennungsreaktion Stöchiometrie vorliegt, wie dies allgemein üblich ist.The heating gas flow is generally preferred in cross section circular while the streams of combustion air flow around it are guided helically in its longitudinal axis. This will the combustion air at an angle of 0 to 40 ° to the longitudinal axis of the heating gas flow introduced. This creates one Number of helical flows of the combustion air around the central heating gas flow, the cross-section being the diameter of the heating gas flow and the flows of the combustion air so be chosen that essentially for the combustion reaction Stoichiometry is present, as is common.

Die Drucke und Durchmesser von Heizgasstrom und Verbrennungsluftströmen werden bei der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens so gewählt, daß im wesentlichen konstante Isothermen (oder analoges Temperaturprofil) erreicht werden, wenn mit Sauerstoff angereicherte Luft verwendet wird, im Vergleich zu Brennern, in denen nur Luft verwendet wird.The pressures and diameters of heating gas flow and combustion air flows are in the preferred embodiment of the invention Process chosen so that essentially constant isotherms (or analog temperature profile) reached when using oxygenated air, compared to burners that only use air.

Eine weitere Verbesserung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht in einer radialen Begrenzung der Flamme. Dies geschieht bevorzugt nicht mit feuerfesten Werkstoffen, um eine Verunreinigung der Flamme oder des zu erwärmenden Materials zu verhindern. Eine solche radiale Begrenzung soll daher eine Metallhülse oder ein Metallgehäuse sein. Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist die radiale Begrenzung aus feuerfestem Material, wenn die Erwärmung des Gutes indirekt ist und/oder andere Möglichkeiten zur Verhinderung einer Verunreinigung vorgesehen werden können.Another improvement of the method according to the invention consists in a radial limitation of the flame. this happens preferably not with refractory materials to avoid contamination to prevent the flame or the material to be heated. Such a radial limitation should therefore be a metal sleeve or be a metal case. Another preferred Embodiment is the radial boundary made of refractory Material if the heating of the goods is indirect and / or other ways to prevent contamination can be provided.

Bei einigen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die Temperatur der entstehenden Flamme gegenüber einer Flamme unter Verwendung von nur Luft herabgesetzt werden. In some embodiments of the method according to the invention the temperature of the resulting flame can be compared to a Flame can be reduced using only air.

Betrachtet man nun Fig. 1, so entnimmt man dieser eine Brennereinheit (10) mit einer Düsenplatte (12) am Vorderteil (14) des Brennermunds (16). Der Brennermund (16) befindet sich in einem Gehäuse (18) zur Zuführung für Verbrennungsgas (20) von außen und vorzugsweise über einen (nicht gezeigten) einstellbaren Hahn.Referring now to FIG. 1, one takes this a burner unit (10) having a nozzle plate (12) on the front part (14) of the burner mouth (16). The burner mouth ( 16 ) is located in a housing ( 18 ) for supplying combustion gas ( 20 ) from the outside and preferably via an adjustable cock (not shown).

Die Düsenplatte (12) nach Fig. 2 zeigt Düsen (22) zum Durchtritt von Verbrennungsluft, so daß nach Fig. 1 ein in einem Winkel A divergierend austretender Strahl in den Flammenraum (24) eines feuerfesten Blocks (26) eintreten kann. Das Gehäuse wird über einen Rahmen (28) an seinem Flansch (39) mit dem feuerfesten Block (26) verbunden. Das Gehäuse (18) umfaßt weiters einen Zuführungsflansch (31), der über Bolzen (32) an dem Gehäuse befestigt und über eine Dichtung (34) abgedichtet ist. In ähnlicher Weise ist eine Rückplatte (36) über eine Dichtung (38) mit Hilfe vom Bolzen (40) mit dem Gehäuse (18) verbunden. An der Rückplatte (36) befindet sich eine Zündanlage (42), gegebenenfalls ein Sichtglas (44) und gegebenenfalls ein Stopfen (46), bei dessen Entfernung ein Zugang in das Brennergehäuse (18) möglich wird.The nozzle plate ( 12 ) according to FIG. 2 shows nozzles ( 22 ) for the passage of combustion air, so that, according to FIG. 1, a jet emerging at an angle A can enter the flame space ( 24 ) of a refractory block ( 26 ). The housing is connected to the refractory block ( 26 ) by a frame ( 28 ) on its flange ( 39 ). The housing ( 18 ) further comprises a feed flange ( 31 ) which is fastened to the housing by means of bolts ( 32 ) and is sealed by a seal ( 34 ). Similarly, a back plate ( 36 ) is connected to the housing ( 18 ) via a seal ( 38 ) by means of the bolt ( 40 ). On the back plate ( 36 ) there is an ignition system ( 42 ), optionally a sight glass ( 44 ) and possibly a stopper ( 46 ), the removal of which allows access to the burner housing ( 18 ).

Eine für Luft geeignete Düsenplatte (12) ist in Fig. 2 gezeigt. Der Winkel B gibt die Neigung der Düsen für die schraubenförmige Strömung an. Die Düsen (22) befinden sich radial im Abstand um eine mittige Heizgaszuführung (48). Die Stirnfläche (50) der Düsenplatte (12) ist bevorzugt eben, obwohl auch andere Ausführungsformen möglich erscheinen.A nozzle plate ( 12 ) suitable for air is shown in FIG. 2. The angle B indicates the inclination of the nozzles for the helical flow. The nozzles ( 22 ) are located radially at a distance from a central heating gas supply ( 48 ). The end face ( 50 ) of the nozzle plate ( 12 ) is preferably flat, although other embodiments also appear possible.

In Fig. 3 ist eine andere Ausführungsform der Düsenplatte (112) gezeigt, bei welcher die Düsen (122) etwa die Hälfte des Durchmessers der Düsen der Düsenplatte aus Fig. 2 aufweisen. Diese Düsenplatte eignet sich für mit 2% O₂ angereicherte Luft. Die Heizgaszuführung (148) ist zentral und die Stirnfläche (150) ebenfalls eben. Die Düsen (122) können auch entsprechend dem Winkel A divergieren und den Verbrennungsluftströmen einen Drallwinkel B erteilen. FIG. 3 shows another embodiment of the nozzle plate ( 112 ), in which the nozzles ( 122 ) have approximately half the diameter of the nozzles of the nozzle plate from FIG. 2. This nozzle plate is suitable for air enriched with 2% O₂. The heating gas supply ( 148 ) is central and the end face ( 150 ) is also flat. The nozzles ( 122 ) can also diverge according to the angle A and impart a swirl angle B to the combustion air streams.

In Fig. 4 ist eine weitere Ausführungsform einer Düsenplatte (212) für auf etwa 35% O₂ angereicherte Luft gezeigt, bei der um den Heizgaseintritt (248) Düsen (222) divergierend und geneigt angeordnet sind und die einen Durchmesser von etwa ¼ von denen, wie sie für die in Fig. 2 gezeigte Düsenplatte gelten.In Fig. 4 shows another embodiment of a nozzle plate (212) for about 35% is shown O₂-enriched air, in which are disposed diverging and inclined by the Heizgaseintritt (248) nozzle (222) and a diameter of approximately ¼ of which, as they apply to the nozzle plate shown in Fig. 2.

Für die Tabelle 1 wurden 6 Temperaturstellen T₁ und T₆ herangezogen.6 temperature points T ₁ and T ₆ were used for Table 1.

T₁an der oberen Außenfläche des Blocks (26) in unmittelbarer Nähe des Austritts, entgegengesetzt zu dem Flansch (30); T₂nahe T₁, an der oberen Seitenstelle der Außenfläche des Blocks (26), etwa 45° von der Vertikalen; T₃an der Außenfläche des Blocks (26) in der Nähe von T₂, etwa 90° von der Vertikalen; T₄etwa 6,35 mm versenkt in den oberen mittleren Teil der Stirnfläche des Blocks (26); T₅wie T₄, jedoch in den unteren mittleren Teil der Stirnfläche; T₆an der Innenwand des Blocks (26) in unmittelbarer Nähe des Ausgangs, entgegengesetzt zum Flansch (30). T ₁ on the upper outer surface of the block ( 26 ) in the immediate vicinity of the outlet, opposite the flange ( 30 ); T ₂near T ₁, at the upper side of the outer surface of the block ( 26 ), about 45 ° from the vertical; T ₃ on the outer surface of the block ( 26 ) near T ₂, about 90 ° from the vertical; T ₄ about 6.35 mm sunk in the upper middle part of the end face of the block ( 26 ); T ₅ as T ₄, but in the lower middle part of the end face; T ₆ on the inner wall of the block ( 26 ) in the immediate vicinity of the exit, opposite the flange ( 30 ).

Die Ergebnisse verschiedener Versuche nach dem erfindungsgemäßen Verfahren sind in den folgenden Tabellen 1 und 2 zusammengefaßt.The results of various tests according to the invention Methods are summarized in Tables 1 and 2 below.

Bei bevorzugten Ausführungsformen kann der Brenner (10) eine Weite von 38 mm, 51 mm, 76 mm, 102 mm oder 152 mm besitzen (1,5, 2, 3, 4 oder 6 Zoll). Das feuerfeste Material des Blocks (26) ist bevorzugt ein geschmolzenes Keramikmaterial hoher Temperaturwiderstandsfähigkeit. Bei einem Keramikblock (26) beträgt der Innendurchmesser des Flammenraums (24) 82,5 mm bis 140 mm für 1,5- bis 4″-Brenner. Die Länge eines feuerfesten Blocks (26) soll zumindest 234 bis 330 mm betragen. Diese Dimensionen sind jedoch nicht kritisch und können sich ändern.In preferred embodiments, the burner ( 10 ) can have a width of 38 mm, 51 mm, 76 mm, 102 mm or 152 mm (1.5, 2, 3, 4 or 6 inches). The refractory material of the block ( 26 ) is preferably a melted ceramic material of high temperature resistance. In the case of a ceramic block ( 26 ), the inner diameter of the flame space ( 24 ) is 82.5 mm to 140 mm for 1.5 to 4 ″ burners. The length of a refractory block ( 26 ) should be at least 234 to 330 mm. However, these dimensions are not critical and can change.

Für die Versuche, deren Ergebnisse in Tabelle 1 zusammengestellt sind, wurde ein 2″-TELEMAX®-Brenner für Flammenprüfungen eingesetzt und als Heizgas, Erdgas verwendet. Bei den Untersuchungen zu Tabelle 2 wurde ein 6″-KINEMAX®-Brenner, Serie G, und Luft (linker Teil) bzw. mit 2% Sauerstoff angereicherte Luft (rechter Teil) verwendet. For the tests, the results of which are summarized in Table 1, a 2 ″ -TELEMAX® burner was used for flame tests and used as heating gas and natural gas. A 6 ″ -KINEMAX® burner, series G, and air (left part) or air enriched with 2% oxygen (right part) were used in the investigations of Table 2.

Claims

1. A process for the combustion of a heating gas stream with oxygen-enriched air or oxygen, characterized in that heating gas is introduced as a longitudinal stream and surrounds it with a large number of streams of oxygen or oxygen-enriched air, the cross section of the heating gas stream being circular, the Currents of oxygen or oxygen-enriched air are introduced at a distance from and from each other in a concentric circular ring and radially at an angle of +20 to -20 ° against the longitudinal axis of the heating gas flow, so that one with a mixture and ignition of the mixture Zone of lower temperature surrounding flame forms.

2. The method according to claim 1, characterized in that with up to 35% Oxygenated air is used.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the currents of Oxygen or oxygen-enriched air a helical Flow direction around the longitudinal axis of the heating gas flow with a swirl angle of 0 to 40 °.

4. The method according to claim 3, characterized in that the cross section of the Diameter of the heating gas flow and the diameter of the flows of oxygen or air enriched with oxygen in the With regard to essentially stoichiometric combustion be measured.

5. The method according to claim 1 to 4, characterized in that pressure and Diameter of the heating gas flow and the flows of oxygen or oxygenated air with a view to im substantially constant isotherms, compared to one Combustion with only air, chooses.

6. The method according to claim 1 to 5, characterized in that the flame radially limited.

7. The method according to claim 6, characterized in that the flame radially through a housing made of metal or refractory material limited.

8. The method according to claim 1 to 7, characterized in that the Flame temperature, compared to that from a combustion with Air that holds lower.