DE949517C

DE949517C - Device for the complete combustion of heavy, liquid fuels

Info

Publication number: DE949517C
Application number: DEO1524A
Authority: DE
Inventors: Albert Le Coent; Henri Guillon; Rene Roubinet
Original assignee: CENTRAL DE CHAUFFE RATIONELLE
Current assignee: CENTRAL DE CHAUFFE RATIONELLE
Priority date: 1950-04-03
Filing date: 1951-03-30
Publication date: 1956-09-20

Description

Vorrichtung zur vollkommenen Verbrennung schwerer, flüssiger Brennstoffe Die Verbrennung von Rohöl erfolgt in der Regel nach der Zerstäubung dieses Brennstoffes durch ein Druckmittel, z. B. Luft oder Dampf, oder durch beide Mittel gemeinsam. Der Rohölbrenner bläst dabei einen aus sehr feinen Tröpfchen bestehenden Brennstoffdunst aus, dessen Tröpfchen. mit Luft umgeben sind, so daß die einmal begonnene Verbrennung in dem vom Brenner abgegebenen Brennstoff-Luftgemisch anhält. Die Verbrennung ist dabei sehr lebhaft, jedoch muß sie unbedingt beendet sein, bevor die Flüssigkeitströpfchen das Ende ihrer Bahn in der Verbrennungskammer erreichen. Mit Teeren und Schwerölen läßt sich auch durch Vorwärmung und Zerstäubung allein eine sehr rasche Verbrennung nicht erreichen. Diese Flüssigkeitströpfchen brauchen zur restlosen Verbrennung eine oxydierende und sehr heiße Flamme, woraus sich notwendigerweise eine hohe Flammentemperatur ergibt. Sobald man durch vorzeitiges Kühlen oder durch Luftmangel von diesen Verhältnissen abweicht, ergibt sich eine Rußbildung und ein Bußniederschlag. Es ist insbesondere nicht möglich, mit langen und trägen, neutralen oder reduzierenden Flammen unter Bildung von Kohlenoxyd und freiem Wasserstoff zu arbeiten, ohne daß dabei sehr große Mengen Staubkohlenstoff abgeschieden werden, dessen Gegenwart hinderlich und mitunter sogar schädlich ist. Diese Niederschläge ergeben sich aus dem Cracken der schweren Kohlenwasserstoffe, welches der Verbrennung vorangeht.Device for the complete combustion of heavy, liquid fuels The combustion of crude oil usually takes place after this fuel has been atomized by a pressure medium, e.g. B. air or steam, or by both means together. The crude oil burner blows a fuel vapor consisting of very fine droplets from, its droplets. are surrounded with air, so that the combustion once started persists in the fuel-air mixture emitted by the burner. The burn is very lively at the same time, but it must be ended before the liquid droplets reach the end of their path in the combustion chamber. With tars and heavy oils A very rapid combustion can also be achieved by preheating and atomization alone not reach. These liquid droplets need to burn completely an oxidizing and very hot flame, which necessarily results in a high flame temperature results. As soon as one by premature cooling or by lack of air from these conditions deviates, soot is formed and a fine is deposited. It is particular not possible with long and sluggish, neutral or reducing flames under Formation of carbon dioxide and to work without free hydrogen that very large amounts of dusty carbon are deposited in the process, its presence obstructive and sometimes even harmful. These precipitations result from the cracking of the heavy hydrocarbons that precedes combustion.

Die Erfindung betrifft nun eine Verbrennungsvorrichtung, mit der die genannten Nachteile dadurch vermieden werden, daß der flüssige Brennstoff ohne Koksbildung zunächst in einen gasförmigen Brennstoff umgewandelt wird. Diese Vörricjitung besitzt einen Vergasungsraum, dem der flüssige Brennstoff stetig in Form eines oder mehrerer geschlossener Strahlen von oben zugeführt wird und der mit Zuführungsrohren für Luft oder sauerstoffhaltige Gase versehen ist, durch welche die Luft oder die sauerstoffhaltigen Gase den Auftreffpunkten der Brennstoffstrahlen auf den Boden des Vergasungsraumes zufließen.The invention now relates to a combustion device with which the The disadvantages mentioned are avoided in that the liquid fuel does not form coke is first converted into a gaseous fuel. This Vorricjitung owns a gasification chamber, which the liquid fuel steadily in the form of one or more closed beams is fed from above and that with feed tubes for Air or oxygen-containing gases is provided through which the air or the oxygen-containing Gases the point of impact of the fuel jets on the floor of the gasification room flow in.

Die Vorrichtung ist in der Zeichnung in zwei Ausführungsbeispielen dargestellt.The device is shown in the drawing in two exemplary embodiments shown.

Die Vorrichtung gemäß Fig. i besitzt einen Vergasungsraum i mit feuerfesten und wärmeisolierten Wänden, der vorzugsweise die Gestalt eines stehenden Zylinders aufweist. Der Vergasungsraum besitzt am Boden eine Öffnung 2, die zum Zünden des Brennstoffes bzw. zur Anordnung eines Hilfsbrenners dient. Das Rohöl wird auf eine Temperatur vorgewärmt, die unter derjenigen liegt, bei welcher das Cracken beginnt. Es gelangt dann durch ein Rohr 3 und ein Rohr 6, das von einem weiteren Rohr 7 umgeben ist, in den Vergasungsraum i. Heiße Luft oder reiner Sauerstoff wird z. B. durch den Stutzen q. in den ringförmigen Kanal zwischen den Rohren 7 und 6 eingeblasen. Zwei Düsen io, welche an die Luftzuführungsleitung 5 angeschlossen sind, dienen zum Einblasen weiterer Luft. Das brennbare Gasgemisch tritt durch dieÖffnung8 aus.The device according to FIG. I has a gasification chamber i with refractories and thermally insulated walls, which are preferably in the shape of a standing cylinder having. The gasification chamber has an opening 2 at the bottom, which is used to ignite the Fuel or for the arrangement of an auxiliary burner is used. The crude oil is on a Preheated to a temperature below that at which cracking begins. It then passes through a pipe 3 and a pipe 6 which are surrounded by a further pipe 7 is, in the gassing room i. Hot air or pure oxygen is z. B. by the nozzle q. blown into the annular channel between the tubes 7 and 6. Two nozzles io, which are connected to the air supply line 5, are used to blow in more air. The combustible gas mixture exits through opening 8.

Das Rohöl wird somit durch das Rohr 6 eingespritzt und gelangt in Strahlform auf den Boden des Vergasungsraumes i. Das Rohr 6 mündet dabei an einer Stelle des Vergasungsraumes, an der eine Temperatur von etwa iioo°C oder mehr herrscht. Der Brennstoff wird daher stark erhitzt, so daß die flüchtigen Teile verdampfen und zugleich fester Kohlenstoff niedergeschlagen wird. Sodann erfolgt das Cracken eines großen Teiles der Kohlenwasserstoffe mit einer neuen Ausscheidung festen Kohlenstoffs in .sehr fein zerteiltem Zustand. Diese Umwandlung des Rohöls in gasförmigen Brennstoff erfolgt vorteilhaft auf dem Wege des flüssigen Strahles zwischen der Mündung des Zuführungsrohres 6 und dem Boden 9 des Vergasungsraumes i. Das kann dadurch erfüllt werden, daß das Rohöl als dünner Strahl eingespritzt wird und dadurch für die Erhitzung eine genügend große Fläche darbietet. Erfindungsgemäß kann der Vergasungsraum mit mehreren Einspritzrohren versehen sein, so daß das Rohöl in mehreren getrennten Strahlen von kleinem Querschnitt -ingespritzt wird.The crude oil is thus injected through the pipe 6 and enters Jet shape on the floor of the gasification room i. The pipe 6 opens into one Place of the gasification room at which a temperature of about 100 ° C or more prevails. The fuel is therefore strongly heated so that the volatile parts evaporate and at the same time solid carbon is deposited. Cracking then takes place of a large part of the hydrocarbons with a new precipitate of solid carbon in a very finely divided state. This conversion of the crude oil into gaseous fuel takes place advantageously on the way of the liquid jet between the mouth of the Feed pipe 6 and the bottom 9 of the gasification chamber i. That can be fulfilled thereby be that the crude oil is injected as a thin jet and thereby for the heating presents a sufficiently large area. According to the invention, the gasification chamber can with several injection tubes be provided, so that the crude oil in several separate Blasting with a small cross-section is injected.

Die hohe Temperatur an der Eintrittsstelle des Rohöls wird durch Verbrennung des Kohlenstoffes zu Kohlenoxyd erzeugt, her Sauerstoff darf sich dabei nicht mit dem Wasserstoff verbinden. niiiidestens nicht in einem beachtlichen Maße. Zu diesem Zweck wird die Luft in einer Menge eingeblasen, die der gewünschten Reaktion entspricht. Ferner wird die Luft auf annähernd 35o° vorgewärmt. Dadurch wird trotz der unvollständigen Verbrennung eine Temperatur erzielt, welche für den erstrebten Umwandlungsprozeß erforderlich ist.The high temperature at the entry point of the crude oil is caused by combustion of carbon is produced to carbon oxide; oxygen must not be mixed with it connect to the hydrogen. at least not to a considerable extent. To this For this purpose, the air is blown in in an amount that corresponds to the desired reaction. In addition, the air is preheated to approximately 35o °. This will despite the incomplete Combustion reaches a temperature which is necessary for the desired conversion process is required.

Außer der Zuführung von Luft durch den rinn -iörmigen Kanal zwischen den Zuführungsrohren 6 und 7 erfolgt eine weitere Zuführung von Luft durch die Düsen io, welche die Luft verteilen und so einblasen, daß eine Wirbelbewegung in dem Teil des Vergasungsraumes stattfindet, wo infolge der unvollständigen Verbrennung des Rohöls eine Kohlenstoffausscheidung entstehen könnte, d. h. am Ende des Weges der in den Vergasungsraum eingespritzten Flüssigkeitsstrahlen. Die Wirbelluft umströmt die Rohölstrahlen und drängt die Rohöldämpfe in die Reaktionszone, in welcher eine hole; Temperatur herrscht.Besides the supply of air through the gutter-shaped channel between the supply pipes 6 and 7 are supplied with a further supply of air through the nozzles io, which distribute the air and inject it in such a way that a vortex movement in the part of the gasification room takes place where as a result of the incomplete combustion of the Carbon excretion could result from crude oil, d. H. at the end of the road jets of liquid injected into the gasification chamber. The eddy air flows around it the crude oil jets and forces the crude oil vapors into the reaction zone, in which a get; Temperature prevails.

Das brennbare Gasgemisch tritt aus dem Vergasungsraum durch die Öffnung 8 aus und gelangt dann in einen Brenner bekannter Art.The combustible gas mixture emerges from the gasification chamber through the opening 8 and then enters a known type of burner.

Für die Ausführungsart der Vorrichtung gemäß Fig. 2 dient als Vergasungsraum ein Hohlzylinder 21 mit lotrechter Achse. Dieser ist mit einem oberen Stutzen 22 für den Austritt des Gases und mit einem unteren Stutzen 23 für die Anordnung eines Hilfsbrenners 24 bekannter Art versehen. Der Brenner 24 sorgt für ein rasches Einsetzen der Veräasung ,und gegebenenfalls für die Aufrechterhaltung einer günstigen Temperatur für die Vergasung. Der zu vergasende Brennstoff, etwa Rohöl, wird durch die Düse 27 eingespritzt oder fließt nur infolge der Wirkung der Schwerkraft in Richtung der Achse des Hohlzylinders 2i herab. Die Luft zum Vergasen des Rohöls oder des Kokses 25, der am Boden des Zylinders 21 entstehen kann, wird durch Düsen 26 eingeblasen. Diese Düsen sind auf den Koksniederschlag 25 gerichtet, damit dieser auch wirklich vergast wird.For the embodiment of the device according to FIG. 2, it serves as a gasification chamber a hollow cylinder 21 with a vertical axis. This is provided with an upper connecting piece 22 for the outlet of the gas and with a lower nozzle 23 for the arrangement of a Auxiliary burner 24 of known type is provided. The burner 24 ensures rapid onset the incineration, and if necessary for the maintenance of a favorable temperature for gassing. The fuel to be gasified, such as crude oil, is passed through the nozzle 27 is injected or flows only due to the action of gravity in the direction the axis of the hollow cylinder 2i down. The air for gasifying the crude oil or the Coke 25, which can arise at the bottom of the cylinder 21, is blown in through nozzles 26. These nozzles are directed at the coke deposit 25 so that it really is is gassed.

Zur Erzielung eines reicheren Gases kann man einen Teil oder die ganze, für die Vergasung des Kokses erforderliche Luft durch Sauerstoff ersetzen.To obtain a richer gas, part or all of the replace the air required for the gasification of the coke with oxygen.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device for the complete combustion of heavy, liquid fuels, -characterized by a gasification chamber (1, 21) to which the liquid fuel is continuously fed in the form of one or more closed jets from above and which has nozzles (io, 26) distributed over the circumference for Air or oxygen-containing gases is provided, through which the air or the oxygen-containing gases flow to the points of impact of the fuel jets on the floor (9) of the gasification chamber {i, 21).

2. Apparatus according to claim i, characterized characterized in that the air nozzles (io, 26) tangentially to an axis perpendicular to the axis of the gasification chamber (1, 21) arranged concentrically Circle directed are to create a vortex motion.

3. Apparatus according to claim r, characterized characterized in that further air supplies, parallel to the liquid jets directed, are arranged. q ..

Device according to claim 3, characterized in that that each fuel supply pipe (6) from a coaxially arranged air supply pipe (7) is enclosed.

5. A method for operating the device according to claims r to q., Characterized in that the air or the oxygen-containing gases are preheated into the gasification chamber (i, 21) are introduced. Considered publications: German Patent Nos. 398 88o, 636 446, 672488.