DE68901890T2

DE68901890T2 - Brenner zur herstellung von synthesegas, der ein perforiertes massives element enthaelt.

Info

Publication number: DE68901890T2
Application number: DE8989401114T
Authority: DE
Inventors: Alain Feugier; Paul Gateau; Michel Maute
Original assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Current assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Priority date: 1988-05-02
Filing date: 1989-04-20
Publication date: 1993-01-14
Anticipated expiration: 2009-04-21
Also published as: CN1021569C; AR243014A1; FR2630814B1; NO169404B; MY104985A; FI892103A0; FR2630814A1; JPH0225615A; FI88016B; JP2855445B2; CN1041142A; ZA893226B; CA1336943C; NO169404C; CN1046969A; NO891773D0; RU1828449C; DE68901890D1; FI892103A; NO891773L

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Brenner für chemische Reaktoren, insbesondere zur Herstellung von Synthesegas.
Dieser Brenner ermöglicht es, in die Reaktionszone getrennt mehrere Fluide zu führen.
Der Brenner nach der vorliegenden Erfindung kann insbesondere beim Verfahren der partiellen Oxydation von Kohlenwasserstoffen über den Flammenweg verwendet werden und ist dazu bestimmt, Synthesegas herzustellen. Vorgenannt werden sollen Verfahren dieses Typs nur die von Texaco, Schell., bereits angewendeten. Unter "Synthesegas" versteht man hier ein Gemisch aus H 2, CO, sowie von N 2, CO 2, Wasserdampf....
Der zu diesem Gebrauch bestimmte Reaktor besteht aus einem Brenner und einer Verbrennungskammer. Die Abschreckvorrichtung (quench) der Gase kann ebenfalls ein integrierender Teil des Reaktors sein. Nach der Verbrennung kann man auch eine Auskleidung, einen Katalysator oder dergleichen in den Reaktor einbringen.
Der Brenner nach der vorliegenden Erfindung kann gespeist werden durch einen gasförmigen, flüssigen oder festen Brennstoff in Suspension, sowie durch ein die Verbrennung bewirkendes Mittel, wie Luft, Sauerstoff oder angereicherte Luft. Wasserdampf kann in variablem Anteil dem die Verbrennung bewirkenden Mittel oder allgemein dem Brennstoff zugesetzt werden.
Die eingeführten Gase können mehr oder weniger vorgewärmt sein. Die Vorwärmung steigert den Reaktorwirkungsgrad.
Beispielsweise wird die optimale Ausbeute mit Erdgas, Luft und Wasserdampf für ein O2/C Verhältnis zwischen 0,60 und 0,65 erreicht, und dies für das Arbeiten unter Druck. Bei einer Vorwärmung über 500º C hat das H2O/C Verhältnis geringen Einfluss zwischen 0,05 und 3. Es ist optimal gegen 1. Der Wasserdampf reduziert die Bildung von Ruß.
Für besondere Anwendungen kann das O2/C Verhältnis bis unter 0,6 und über 0,65 (bis 1 beispielsweise) gehen.
Die modernen Verfahren arbeiten unter Drücken, die 80 Bar erreichen können.
Die Verbrennung ist im wesentlichen adiabatisch. Sie soll die theoretische Reaktion durchführen:
CxHy + x/2 02 x CO + y/2 H2,
ist jedoch immer von der Bildung von CO2 und H20 in variablen Anteilen begleitet. Aus diesem Grunde kann man lokal die Temparaturen des adiabatischen Gleichgewichts überschreiten. Mit reinem Sauerstoff kann man lokal so auf Temparaturen treffen, die erheblich oberhalb 1500º C liegen.
Das Dokument US-2.725933 beschreibt einen Brenner für Synthesegasreaktoren, der es ermöglicht, in eine Reaktionszone wenigstens 2 Fluide getrennt einzuführen, wobei das eine als Brennstoff, und das andere als die Verbrennung bewirkendes Mittel dient, und umfasst ein massives Element, in welchem Löcher vorhanden sind, die an einem seiner Enden in den Reaktor und am anderen Ende entweder in Brennstoffspeisemittel oder in Mittel zur Speisung mit dem die Verbrennung bewirkenden Mittel münden.
Die vorgeschlagenen Brenner sind im allgemeinen röhrenförmig oder komplizierter. Die einfachste Technologie wird dargestellt durch 2 konzentrische Rohre. In diesem Falle haben die Rohre Abmessungen (mehrere 10 mm), die ganz erheblich über den Dicken der Flammenfronten liegen. Es ist daher unerläßlich, daß eine erhebliche Verweilzeit (in Sekundengrößenordnung oder mehr) verfließen zu lassen, um das thermodynamische Gleichgewicht zu erreichen. Der Reaktor umfasst also zonenstarke Heterogenität, mit Rezirkulation von Verbrennungsgasen.
Die Vielheit der Rohre wird für eine bessere Homogenität sorgen, die Anzahl der Rohre bleibt jedoch für industrielle Anwendungen begrenzt. Darüberhinaus bleibt die industrielle Realisierung aus Keramik bei diesen Rohren schwierig.
Die metallischen Rohre nehmen Stöße der Kerne heißer Rezirkulationsgase auf und ihr Verhalten wird hierdurch beeinflusst, wenn eine Kühlung nicht vorhanden ist.
Die vorliegende Erfindung schlägt einen Brenner mit Löchern vor, der diese Nachteile vermeidet.
Der Brenner umfasst Öffnungen, die auf unterschiedlichen Tiefen, entsprechend der Art des Fluides, daß man einzuführen wünscht, münden.
Der Brenner kann aus einem einzigen Stück, oder aus der Nebeneinanderanordnung, oder der Übereinanderanordnung mehrerer Elemente gebildet sein.
Die Elemente können metallisch, aus Keramik oder aus irgendeinem anderen feuerfesten Material sein.
Darüberhinaus ermöglicht es die vorliegende Erfindung leicht, eine große Anzahl von Löchern zu realisieren, während die Verwendung der Rohre (in vergleichbarer Anzahl) delikat ist.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Verwirklichung von Brennern großer Abmessungen. Sie ermöglicht es auch, gegen die Reaktionszone ohne Verkomplizierung mehr als 2 Fluide der Brennernase zuzuführen.
Dies gibt eine zusätzliche Einstellelastizität für den Fall von Synthesegas, kann aber auch zu anderen Zwecken Verwendung finden: Beispielsweise die Zuführung von Brennstoff und Brennmittel über zwei Typen von Öffnungen, um besser die Flammen in ihrer Form, ihrer Natur oder Zusammensetzung zu beherrschen.
So ermöglicht es die Erfindung, ein drittes Produkt durch die Öffnungen eines dritten Typs zu leiten, wobei diese dritte Produkt dazu bestimmt sein kann, in der Flamme zu reagieren.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht es auch, leicht die Wärmedichtigkeit des Brenners aufrecht zu erhalten.
Darüberhinaus ist der Brenner gemäß der Erfindung leicht zu bearbeiten, wenn er mehrere Blöcke umfasst und zeitigt ein gutes Verhalten bei erhöhter Temparatur für Elemente aus keramischem Material.
Der Brenner gemäß der Erfindung kann verwendet werden, um die Fluide direkt vorzuwärmen.
Der Brenner gemäß der Erfindung kann leicht im Falle metallischer Bauteile gekühlt werden.
Der Brenner gemäß der Erfindung ist voll geeignet, um die Herstellung von Synthesegas, ausgehend von Sauerstoff und Methan, herbeizuführen.
Der Brenner nach der vorliegenden Erfindung kann auch vorzugsweise auf das Verfahren und auf die Vorrichtung Anwendung finden, die in der Europäischen Patentanmeldung EP-A 272 986, eingereicht am 18. Dezember 1987, beschrieben ist.
So betrifft die vorliegende Erfindung einen Brenner für Reaktoren, für die Herstellung von Synthesegas, der es ermöglicht, getrennt in eine Reaktionszone wenigstens zwei Fluide einzuführen, wobei das eine als Brennstoff, das andere als die Verbrennung bewirkendes Mittel dient. Dieser Brenner umfasst ein massives Element, in welchem Löcher vorgesehen sind, die an einem seiner Enden in den Reaktor und am anderen Ende entweder in Brennstoffspeisemittel oder in Mittel münden, die zur Speisung mit dem die Verbrennung bewirkenden Mittel entsprechend dem durch das betrachtete Loch zugeführten Fluid dienen.
Gemäß der Erfindung ist eine Gruppe von Löchern dazu bestimmt, wenigstens eines der beiden Fluide zu führen, wobei die Löcher in das massive Element auf unterschiedlichen Höhen eindringen.
Wenigstens eine der Gruppen von Löchern, die zur Speisung ein und des gleichen Fluids dient, kann auf ein und der gleichen Tiefe in die betrachteten Speisemittel münden.
Eines der Speisemittel kann eine begrenzte Elastizität z.T. über eine der Flächen des massiven Elements umfassen.
Eines der Speisemittel kann ein Netz von Kanälen umfassen, die über das massive Element wenigstens gewisse der Löcher miteinander verbinden, die zur Zuführung ein und desgleichen Fluids dienen.
Das Netz von Kanälen kann Durchlässe umfassen, die miteinander im wesentlichen benachbart dem mittigen Teil des massiven Elements in Verbindung stehen.
Das massive Element kann mehrere, einander überlagerte Blöcke umfassen.
Wenigstens einer der Blöcke kann Nuten oder Einschnitte umfassen, die zur Speisung wenigstens gewisse der Fluidzuführungslöcher dienen.
Das massive Element kann einen Zirkulationskreis für ein Wärmeträgerfluid oder Kühlmittel aufweisen.
Wenigstens gewisse der Löcher können durch Bohrungen realisiert sein.
Der Brenner kann ein Keramikmaterial aufweisen.
Die vorliegende Erfindung ist besser zu verstehen und ihre Vorteile ergeben sich klarer aus der folgenden Beschreibung von besonderen Ausführungsformen, die nicht als beschränkend anzusehen sind und die durch die beiliegenden Figuren erläutert werden, unter denen:
- Figur 1 schematisch einen Brenner zeigt, der 2 Fluide getrennt gegen die Reaktionszone führt.
- Figur 2 betrifft den Fall, daß 3 Fluide geführt werden;
- Figur 3 zeigt schematisch den Fall, wo der Brenner 2 Fluide zur Reaktionszone führt und wo er einen Zirkula tionskreis für ein Kühlfluid umfasst.
- Die Figuren 4 und 5 zeigen den Fall eines Brenners mit wenigstens 2 Blöcken und Nuten.
- Die Figuren 6,7 und 8 zeigen den Fall eines Brenners mit wenigstens 2 über Kontaktbereichen zusammengefügten Blöcken.
- Die Figuren 9, 10, 11 und 12 zeigen einen Brenner mit drei Blöcken, der die Zuführung dreier unterschiedlicher Fluide gegen die Reaktionszone ermöglicht.
- Figur 13 zeigt einen, aus einem Block bestehenden Brenner, der es ermöglicht, drei Fluide gegen die Reaktions zone zu führen.
- Figur 14 zeigt einen aus einem einzigen Block bestehenden Brenner einer relativ einfachen Verwirklichungsform.
Das Bezugszeichen in Figur 1 bezeichnet einen Brenner insgesamt.
Der Brenner umfasst eine Lagerung 2, in die ein massives Element 3 eingesetzt ist, welches die verschiedenen Gasdurchgangslöcher umfasst.
In Figur 1 umfasst das massive Element Löcher 4, um ein erstes Fluid zu führen, sowie Löcher 5, um ein zweites Fluid zu führen. Diese Löcher führen die Gase gegen eine Reaktionszone 10.
Im Falle der Figur 1 umfasst die Lagerung 2 in ihrem unteren Teil eine kegelstumpfförmige Gestalt 6, die mit dem massiven Element 3 eine Kammer 7 begrenzt, die als Speisekammer für die Löcher 4 mit Primärfluid dienen kann. Die Leitung 8 speist die Kammer 7 mit Primärfluid.
Selbstverständlich kann diese Kammer 7 andere Formen als eine Kegelstumpfform haben.
Das massive Element 3 ruht im Falle der Figur 1 auf Lager 9, daß, immer im Falle der Figur 1, vorgebildet sein kann durch die obere Umfangszone der kegelstumpfförmigen Kammer 7.
Die Löcher 4 zum Führen des Primärfluids durchsetzen zu beiden Seiten das massive Element 3 und ermöglichen so die Überführung des Fluids zwischen der kegelstumpfförmigen Kammer 7 und der Reaktionszone 10.
Die Führungslöcher 5 für das zweite Fluid erstrecken sich von der Reaktionszone 10 gegen ein Zwischenniveau 11.
Im Falle der Figur 1 hören die Löcher 5 im wesentlichen auf eben diesem Zwischenniveau 11auf.
Diese Löcher 5 sind untereinander über Kanäle oder Querlöcher 12 verbunden.
Selbstverständlich durchqueren die Querlöcher 12 nicht die Löcher 4 für die Zuführung des Primärfluids.
Im Falle der Figur 1 stehen die Querlöcher 12 in Verbindung mit einer Kammer 13, die ringförmig, insbesondere für den Fall sein kann, wo die Lagerung 2 vorzugsweise eine zylindrische Gestalt hat.
Diese Kammer 13 wird gespeist durch ein zweites Fluid über die Leitung 14.
Die Dichtigkeit zwischen dem Primärfluidspeisekreis und dem Sekundärfluidspeisekreis kann sichergestellt werden durch die Montagepräzision des massiven Elementes 3 in der Lagerung 2 oder durch die Verwendung von Dichtungsausbildungen oder selbst Durchschweißungen.
Figur 2 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel, welches sich vom vorhergehenden Beispies dadurch unterscheidet, daß es Löcher 15 zum Zuführen eines dritten Fluids umfasst.
Die Löcher 15 werden über eine Kammer 17 vom gleichen Typ wie die Kammer 13 versorgt, die sich jedoch auf einem anderen Niveau als jener befindet.
Die Löcher 15 hören auf einem Zwischenniveau 16 auf, daß unterschiedlich zum Niveau 11 der Zwischenkammer 13 ist.
Diese Kammer 17 steht in Verbindung mit den Löchern 15 vermittels Kanälen oder Querlöchern 18.
Selbstverständlich kreuzen sich die Kreise des ersten, zweiten und dritten Fluids nicht, vielmehr münden alle drei in die Reaktionszone 10.
Das Bezugszeichen 19 steht für die Speiseleitung der Kammer 17 mit dem dritten Fluid.
Wie bereits ausgeführt, kann die Dichtigkeit zwischen den unterschiedlichen Kreisen realisiert werden durch eine genaue Montage des Elements 3 in Lagerung 2 oder durch die Verwendung von Dichtungsausbildungen oder sogar von Schweißungen.
Das Bezugszeichen 20 bezeichnet einen Flansch, der das massive Element 3 hält.
Figur 3 betrifft einen Brenner, der sich vom entsprechenden Beispiel der Figur 1 durch das Vorhandensein eines Kühlkreislaufs unterscheidet.
In den Figuren 1, 2 und 3 tragen die gleichen Teile die gleichen Bezugszeichen.
Die Kanäle oder Löcher 21 sind Querdurchlässe, die nicht mit der Reaktionszone 10 in Verbindung stehen.
Diese Kanäle dienen der Zirkulation eines Wärmeträgerfluids oder eines Kühlmittels.
Diese Zirkulation ermöglicht es, das massive Element zu kühlen oder diese zu erwärmen.
Diese Kanäle 21 sind mit Wärmeträgerfluid, ausgehend von einer Leitung 22, gespeist.
Die Leitung 23 steht für die Abzugsleitung des in den Löchern 21 zirkulierenden Wärmeträgerfluids.
Die Löcher des Wärmeträgerfluids können über eine Speisekammer gespeist sein und über eine andere Kammer entsorgt werden, die beiden Kammern unterscheiden sich derart, daß es praktisch eine Zirkulation des Wärmeträgerfluids im massiven Element 3 gibt.
Selbstverständlich steht der Wärmeträgerfluidkreis nicht in Verbindung mit den anderen Fluidzirkulationskreisen.
Das massive Element 3 kann hergestellt werden durch Verwendung eines einzigen Blocks oder durch die Verwendung mehrerer überlagerter Blöcke.
Für den Fall, daß das massive Element 3 realisiert wird, indem man einen einzigen Block verwendet, können die Führungslöcher der verschiedenen Fluide sowie die Löcher oder Querkanäle durch Bohrungen realisiert sein.
Figur 5 zeigt den Fall eines massiven Elements 3, welches zwei überlagerte Blöcke 24 und 25 trägt.
Figur 4 ist eine Teildraufsicht der Figur 5, die selbst ein Teilschnitt längs der Linie AA der Figur 4 ist.
Die Löcher 26 dienen dazu, das Primärfluid gegen die Reaktionszone zu führen und die Löcher 27 zu dem des zweiten Fluids gegen diese Zunge.
Der Block 24 oder obere Block umfasst Löcher 27 im wesentlichen über ihre gesamte Länge, sowie Löcher 26 über einen Teil ihrer Länge ausschließlich, während der Block 25 oder der untere Block allein einen Teil der Länge der Löcher 26 umfasst.
So läßt bei dieser Ausführungsform die Montage der Blöcke 24 und 25 die Löcher 26 über ihre gesamte Länge auftreten. Selbstverständlich muß die Montage der Blöcke 24 und 25 realisiert werden, damit eine Korrespondenz zwischen den Teilen der Löcher 26, die im oberen Block 24 enthalten sind, und den Teilen eben dieser Löcher sich einstellt, die im unteren Block 25 enthalten sind.
Nuten oder Einschnitte 28 sind im oberen Block 24 in Höhe seiner Stützfläche 29 mit dem unteren Block 25 ausgespart. Im Falle der Figuren 4 und 5 sind diese Nuten senkrecht zueinander und ermöglichen es, eine Verbindung zwischen den unterschiedlichen Löchern 27 zur Führung des zweiten Fluids herzustellen.
Selbstverständlich können die Gestalt der Nuten sowie deren Anordnung unterschiedlich von den, in den Figuren 4 und 5 dargestellten sein, und zwar ab dem Augenblick, wo sie die Speisung der unterschiedlichen Führungslöcher für das zweite Fluid, ausgehend von der Speisekammer, ermöglichen.
Die Nuten 28 sind vorgesehen, um nicht in die Löcher 26 zur Führung des ersten Fluids einzudringen. So sind die Löcher 26 von einer ausreichenden Materialdicke 29 umschlossen.
Selbstverständlich verlässt man nicht den Rahmen der Erfindung, wenn die Nuten auf dem unteren Block oder teilweise auf den beiden Blöcken ausgespart sind.
Die Figuren 6 und 7 zeigen eine andere Ausführungsform.
Das Bezugszeichen 30 bezeichnet die Löcher zur Zuführung des Primärfluids, und das Bezugszeichen 31, die Löcher der Zuführung des Sekundärfluids.
Das massive Element 32, welches diese Löcher 30 und 31 umfasst, umfasst zwei Blöcke 33 und 34, von denen der eine, 34, oberhalb des anderen, 33, siehe Figur 6, angeordnet ist.
Figur 7 zeigt den oberen Block 34 in Teildarstellung von unten und Figur 8 zeigt eine Teildarstellung des unteren Blocks 33 von oben.
Der obere Block umfasst Ansätze 35 oder Kontaktbereiche, welche über einen Teil ihrer Länge die Führungslöcher für das erste Fluid umschließen.
Wird der obere Block 34 auf den unteren Block 33 gesetzt, so begrenzen die beiden Zonen 36 zwischen den Ansätzen 35 ein Speisenetz der Löcher 31 zur Führung des zweiten Fluids.
Die Überlagerung der beiden Blöcke 34 und 33 erfolgt derart, daß der Teil der Länge der Zuführungslöcher des ersten Fluids, der sich im oberen Block 34 befindet, gegegenüber dem Teil der Länge eben dieses Loches, das sich auf dem unteren Block 33 befindet, zu liegen kommt.
Eine Art, das Zusammenfallen der Teile der Länge der Führungslöcher des ersten Fluids zu garantieren, besteht darin, auf dem unteren Block 33 Senkungen 37 vorzusehen, in welche nur ein Teil der Ansätze 35 eintritt, derart,daß ein ausreichender Raum für die Zirkulation des zweiten Fluids belassen wird, welches die Zuführungslöcher 31 für das zweite Fluid speist.
Die Speisung des durch die freien Räume 36 begrenzten Speisenetzes kann durchgeführt werden durch ggfs. ringförmige Kammern in der gleichen Weise, wie im Fall des Ausführungsbeispiels der Figur 1.
Die Figuren 10 und 12 zeigen ein Ausführungsbeispiel des Brenners, für den die getrennte Zuführung der Fluide, ausgehend von drei unterschiedlichen Einlässen, 38, 39 und 40 erfolgt, und welcher drei Blöcke 41, 42 und 43 umfasst, die das massive Element 44 bilden. Die den Figuren 10 und 1 bis 3 gemeinsamen Teile tragen die gleichen Bezugsziffern. So bezeichnet 7 die kegelstumpfförmige Gestalt der Kammer 6, das Bezugszeichen 9 den Stützanschlag des massiven Elements 44, und das Bezugszeichen 20 den Halteflansch.
Die aus den Einlässen 38, 39 und 40 kommenden Fluide werden jeweils bezeichnet mit primärfluid, zweitem Fluid und drittem Fluid.
Figur 9 stellt eine Ansicht des Brenners der Figur 10 von oben dar, wobei jene selbst ein Schnitt längs der Linie AB der Figur 9 ist.
Figur 11 ist eine Ansicht unter den oberen Block 43 und Figur 12 unter den Zwischenblock 43.
Die Bezugszeichen 45, 46 und 47 bezeichnen jeweils die Zuführungslöcher für das erste, zweite und dritte Fluid.
Der obere Block 43 umfasst die Zuführungslöcher 47 des dritten Fluids, sowie Nuten 48 zur Speisung eben dieser Löcher 47, ausgehend von der Kammer 49. Unter Berücksichtigung der Form der Nuten 48 der Figur 11, muß die Kammer 49 sämtliche Nuten speisen, was durch eine Ringgestalt eben dieser Kammer 49 erhältlich sein kann.
Nach einer anderen Variante kann der obere Block 43 eine Schulter auf seiner Unterseite haben, in welcher der Einlass 49 mündet und der mit einem Teil der Oberseite des Zwischenblocks und des Lagers 2 eine Ringkammer begrenzt.
Der obere Block 43 umfasst auf einem Teil 46a seiner Länge die Löcher 46 zur Zuführung des zweiten Fluids. Der andere Teil 46b dieser Löcher ist auf dem zwischenblock 42 angeordnet. Die Löcher 46 werden über Nuten 50 gespeist, die sich auf der Unterseite des Zwischenblocks 42, siehe Figur 12, befinden. Diese Nuten bilden ein Speisenetz für die Löcher 46, ausgehend von dem Einlass 39 für das zweite Fluid.
In Figur 12 erkennt man, daß die Nuten 50 zum Mittelteil 51 des Zwischenblocks 42 hin konvergieren.
So läßt sich die Speisekammer 52 ggfs. verkleinern .
Die Speiselöcher 45 für das erste Fluid durchsetzen das massive Element 44 von beiden Seiten. Sie durchsetzen über einen Teil ihrer Länge 45a, 45b und 45c jeweils den oberen Block, den Zwischenblock und den unteren Block, um dann in der Kammer 7 zu münden.
Selbstverständlich sind die Blöcke 41, 42 und 43 markiert und sorgfältig bei der Montage eingesetzt, damit die Löcher 45 und 46 korrekt mit Fluid gespeist werden.
Figur 13 zeigt eine Ausführungsform entsprechend der der Figur 10, umfasst doch einen einzigen Block 53, der das massive Element 54 bildet. Dieser Block umfasst Bohrungen 55, die die Löcher für die Zuführung des dritten Fluids bilden, welche Radialbohrungen 56 zum Speisen dieser Bohrungen 55 kreuzen.
Die Radialbohrungen münden in einer Nut 57, die in Beziehung mit dem Einlass 40 für das dritte Fluid steht.
Die Speiselöcher 58 für das zweite Fluid werden in Form von Axialbohrungen ausgeführt, die in Radialbohrungen 59 münden, welche die Speisekanäle der Löcher 58, die sie kreuzen, bilden.
Die Radialbohrungen 59 stehen untereinander in Verbindung, indem sie entweder in den mittleren Teil 60 oder über einen Nut 61, die mit dem Einlass 39 für das zweite Fluid in Verbindung steht, münden.
Selbstverständlich können die Bohrungen 56 konvergent sein und untereinander im Mittelteil des massiven Elements in Verbindung stehen.
Das gleiche gilt für die Nuten 48 der Figur 10.
Schließlich umfasst der einzige Block des massiven, in Figur 13 dargestellten Elementes 44 Bohrungen 62, die ihn zu beiden Seiten durchsetzen und als Zuführungsbohrungen für das erste Fluid dienen.
In den Figuren 10 und 13 dargestellten Ausführungsformen hat das massive Element eine zylindrische Gestalt und die Speiselöcher sind im allgemeinen auf radialen Halbachsen angeordnet, die bezüglich einander derart versetzt sind, daß die gegenseitige Verbindung der Löcher vermieden wird, die dazu dient, die Fluide zu führen, die nicht vermischt werden dürfen, bevor sie in die Reaktionszone 10 einmünden.
Selbstverständlich verlässt man nicht den Rahmen der Erfindung, wenn unterschiedliche Verteilungen der Zuführungslöcher vom Augenblick an realisiert werden, wo die Fluidspeisenetze untereinander nicht in Verbindung stehen. Erhalten werden kann dies durch geeignete Spuren oder Auslegungen der Speisekanäle der Zuführungslöcher, solche Spuren lassen sich leicht realisieren, wenn das massive Element durch Stapelung mehrerer Blöcke aufgebaut ist.
Figur 14 zeigt eine einfache Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung.
Der Brenner umfasst 2 Teile, die eine Lagerung 63 und ein massives Element 64 sind, das einen Bund 65 hat, der sich gegen den oberen Rand 66 der Lagerung 63 abstützt.
Im übrigen umfasst das Lager 63 einen, durch eine Senkung gebildetes Abstützlager 67.
Die Tiefe, auf die die Senkung bezogen auf den oberen Rand 66 der Lagerung 63 durchgeführt wird, ist derart, daß sie im wesentlichen der Höhe entspricht, welche die Unterseite 68 des massiven Elements von der Unterseite 69 des Bundes 65 eben dieses massiven Elements unter Zwischenschaltung von Dichtungen 70 und 71 trennt, die in den Kontaktzonen angeordnet sind.
Das massive Element 63 umfasst eine zweite Senkung 72, die auf einem Niveau oberhalb des vorhergehenden derart angeordnet ist, daß eine ringförmige Kammer 73 gebildet wird, die über eine Öffnung 75 vermittels eines Zuführungskanals 74 für das zweite Fluid gespeist ist.
Das massive Element 64 umfasst Bohrungen 76, die radial sein können und die mit der Kammer 73 und mit Bohrungen 77 in Verbindung stehen, die selbst im wesentlichen axial sein können, wobei letztere die Speiselöcher für das zweite Fluid bilden.
Das massive Element 64 umfasst Axialbohrungen 78, welche die Speiselöcher mit Primärfluid bilden, wobei dieses aus der unter dem massiven Element 64 angeordneten Kammer 79 stammt.
Dieser Brenner ist von einer besonders einfachen Ausführung.
Versuche sind mit einem Brenner, entsprechend dem der Figur 14, hergestellt aus feuerfestem Stahl, vorgenommen worden. Sie haben gute Ergebnisse gebracht und der Verrussungsgrad wurde durch einen Faktor 10, bezogen auf einen Brenner mit Rohren, geteilt, der unter den gleichen Bedingungen arbeitet.

Claims

1. Brenner für Synthesegasreaktoren, der es ermöglicht, getrennt in einer Reaktionszone wenigstens zwei Fluide zu führen, von denen eines als Brennstoff und das andere als die Verbrennung bewirkendes Mittel dient und mit einem massiven Element, in welchem Löcher vorgesehen sind, die an einem ihrer Enden in den Reaktor und am anderen entweder in Brennstoffzuführungsmitteln oder in Mitteln zum Zuführen des die Verbrennung bewirkenden Mittels entsprechend dem durch das betrachtete Loch zugeführten Fluid münden, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anordnung von Löchern dazu bestimmt ist, wenigstens eines der beiden Fluide zu führen, wobei die Löcher in das massive Element auf unterschiedlichen Höhen eindringen.

2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die zur Zuführung ein und desgleichen Fluids dienende Anordnung von Löchern auf ein und dergleichen Tiefe in die betrachteten Zuführungseinrichtungen mündet.

3. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine dieser Speiseeinrichtungen eine Kammer umfaßt, die zum Teil durch eine der Flächen dieses massiven Elements begrenzt ist.

4. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine dieser Speiseeinrichtungen ein Netz von Kanälen umfaßt, das quer durch dieses Element wenigstens gewisse der zur Führung ein und desgleichen Fluids dienende Löcher miteinander verbindet.

5. Brenner nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Netz von Kanälen Durchlässe umfaßt, die miteinander im wesentlichen benachbart dem Mittelteil dieses massiven Elements in Verbindung stehen.

6. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Element mehrere einander überlagerte Blöcke umfaßt.

7. Brenner nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer dieser Blöcke Nuten oder Einschnitte umfaßt, die dazu dienen, wenigstens gewisse der fluidführenden Löcher zu speisen.

8. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das massive Element einen Zirkulationskreis eines Wärmeträgerfluids oder Kühlmittels umfaßt.

9. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens gewisse der Löcher durch Bohrungen realisiert sind.

10. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß er ein keramisches oder feuerfestes Material aufweist.