EP2561295B1 - Mit brennstoff befeuerter ofen und verfahren zur verbrennungsregelung in einem brennstoffbefeuerten ofen - Google Patents

Mit brennstoff befeuerter ofen und verfahren zur verbrennungsregelung in einem brennstoffbefeuerten ofen Download PDF

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EP2561295B1 EP11719312.8A EP11719312A EP2561295B1 EP 2561295 B1 EP2561295 B1 EP 2561295B1 EP 11719312 A EP11719312 A EP 11719312A EP 2561295 B1 EP2561295 B1 EP 2561295B1
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    • F27D2019/0043—Amount of air or O2 to the burner

Definitions

  • WO-2005/024398 it is known to measure the quantity of chemical species contained in a gas resulting from a metal treatment furnace, such as an electric arc furnace or a converter, by sampling a portion of the gas to be analyzed, its cooling to less than 300 ° C and measuring the amount of CO and / or CO 2 present in the gas using the coherent light signal emitted by a laser diode, said method providing a measuring said quantities with a response time of less than 10 seconds and a control of the oven in real time.
  • a metal treatment furnace such as an electric arc furnace or a converter
  • the main oxidant and the combustible material are injected into the combustion chamber at controlled flow rates, the combustible material is burned with the main oxidant in the combustion chamber, producing thermal energy. and fumes at a temperature above 600 ° C in the combustion chamber, and exhaust fumes thus produced from the combustion chamber through a discharge conduit.
  • the exhaust fumes may contain residual oxidizable materials.
  • the exhaust duct is provided with a diluent oxidizer inlet downstream of the combustion chamber.
  • the residual oxidizable materials of the flue gases are burned with the dilution oxidant to obtain a flame inside the exhaust duct at the dilution oxidizer inlet.
  • the flame intensity is detected inside the evacuation pipe and the main oxidant injection rate in the combustion zone is regulated as a function of the flame intensity detected.
  • the process may be a batch process, a semi-batch process or a continuous feed process.
  • the dilution oxidant inlet is typically an ambient air inlet in the exhaust duct (in English: "air gap"), but may also be an oxidant injector, such as an air injector enriched with oxygen or oxygen.
  • the energy efficiency of the furnace 2 is significantly improved and effective treatment of fumes, including their filtering, is ensured.

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Claims (15)

  1. Verfahren zum Betreiben eines Flammenofens, der eine Brennkammer (2) umfasst,
    wobei bei dem Verfahren:
    - ein Hauptoxidationsmittel mit einer geregelten Rate in die Brennkammer (2) eingespritzt wird,
    - Brennstoff in der Brennkammer (2) mit dem Hauptoxidationsmittel verbrannt wird unter Erzeugung von Wärmeenergie und Rauch (6) in der Brennkammer mit einer Temperatur von über 600 °C,
    - der so erzeugte Rauch (6) aus der Brennkammer (2) über eine Abführleitung (13) abgeführt wird, wobei der abgeführte Rauch (6) oxidierbare Reststoffe enthalten kann,
    wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass:
    - die Abführleitung (13) stromabwärts der Brennkammer (2) mit einem Verdünnungsoxidationsmittel-Einlass (14) ausgestattet ist,
    und dadurch, dass:
    - die oxidierbaren Reststoffe mit dem Verdünnungsoxidationsmittel mittels einer Flamme (12) im Inneren der Abführleitung (13) auf Höhe des Verdünnungsoxidationsmittel-Einlasses (14) verbrannt werden,
    - die Flammenintensität der Flamme im Inneren der Abführleitung (13) erfasst wird,
    - die Hauptoxidationsmittel-Einspritzrate in die Brennkammer (2) abhängig von der erfassten Flammenintensität geregelt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei:
    - die Hauptoxidationsmittel-Einspritzrate in die Brennkammer (2) reduziert wird, wenn die erfasste Flammenintensität unter einer vordefinierten Untergrenze liegt, und
    - die Rate an in die Brennkammer (2) eingespritztem Hauptoxidationsmittel erhöht wird, wenn die so erfasste Flammenintensität über einer vorbestimmten Obergrenze liegt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei:
    - die Hauptoxidationsmittel-Einspritzrate in die Brennkammer (2) reduziert wird, wenn die erfasste Flammenintensität während einer vorbestimmten Dauer Δt1 unter der Untergrenze liegt, oder wenn der Mittelwert der während der vorbestimmten Dauer Δt1 erfassten Flammenintensität unter der Untergrenze liegt, und
    - die Hauptoxidationsmittel-Einspritzrate in die Brennkammer (2) erhöht wird, wenn die erfasste Flammenintensität während einer vorbestimmten Dauer Δt2 über der Obergrenze liegt, oder wenn der Mittelwert der während der vorbestimmten Dauer Δt2 erfassten Flammenintensität über der Obergrenze liegt.
  4. Verfahren nach Anspruch 1,
    wobei
    - ebenfalls Brennstoff mit einer geregelten Rate in die Brennkammer (2) eingespritzt wird, und wobei
    - gegebenenfalls ebenfalls die Brennstoff-Einspritzrate in die Brennkammer (2) abhängig von der erfassten Flammenintensität geregelt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei:
    - das Verhältnis zwischen der Hauptoxidationsmittel-Einspritzrate und der Brennstoff-Einspritzrate in die Brennkammer (2) reduziert wird, wenn die erfasste Flammenintensität unter einer vorbestimmten Untergrenze liegt, und
    - das Verhältnis zwischen der Hauptoxidationsmittel-Einspritzrate und der Brennstoff-Einspritzrate in die Brennkammer (2) erhöht wird, wenn die erfasste Intensität der Flamme über einer vorbestimmten Obergrenze liegt.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei:
    - das Verhältnis zwischen der Hauptoxidationsmittel-Einspritzrate und der Brennstoff-Einspritzrate in die Brennkammer (2) reduziert wird, wenn die erfasste Flammenintensität während einer vorbestimmten Dauer Δt1 unter der Untergrenze liegt, oder wenn der Mittelwert der während der vorbestimmten Dauer Δt1 erfassten Flammenintensität unter der Untergrenze liegt, und
    - das Verhältnis zwischen der Hauptoxidationsmittel-Einspritzrate und der Brennstoff-Einspritzrate in die Brennkammer (2) erhöht wird, wenn die erfasste Flammenintensität während einer vorbestimmten Dauer Δt2 über der Obergrenze liegt, oder wenn der Mittelwert der während der vorbestimmten Dauer Δt2 erfassten Flammenintensität über der Obergrenze liegt.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 und 6, wobei die Brennstoff-Einspritzrate in die Brennkammer (2) abhängig von Wärmeenergiebedarf in der Brennkammer (2) variiert wird.
  8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Flammenintensität mittels eines optischen Detektors bestimmt wird, vorzugsweise mittels eines optischen Detektors, ausgewählt aus den Ultraviolett-Detektoren, den Infrarot-Detektoren und den Detektoren für sichtbare Strahlung.
  9. Flammenofen, umfassend
    - eine Brennkammer (2),
    - ein Mittel (15, 24) für das Einspritzen von Hauptoxidationsmittel mit einer geregelten Rate in die Brennkammer (2), und
    - eine Leitung (13) für das Abführen von Rauch (6) aus der Brennkammer (2),
    wobei der Ofen dadurch gekennzeichnet, ist, dass:
    - die Leitung (13) stromabwärts der Brennkammer (2) einen Verdünnungsoxidationsmittel-Einlass (14) umfasst,
    und dadurch, dass der Ofen ebenfalls umfasst:
    - einen Detektor (10), um eine Flammenintensität auf Höhe des Verdünnungssauerstoff-Einlasses (14) im Inneren der Abführleitung (13) zu erfassen
  10. Flammenofen nach Anspruch 9, ebenfalls eine Steuereinheit (20) umfassend, die (a) mit dem Detektor (10) und (b) mit dem Mittel für das Einspritzen von Hauptoxidationsmittel (15, 24) verbunden ist, wobei die Steuereinheit (20) dafür programmiert ist:
    - die vom Detektor (10) erfasste Flammenintensität mit einer vorbestimmten Untergrenze und einer vorbestimmten Obergrenze zu vergleichen,
    - die Hauptoxidationsmittel-Einspritzrate in die Brennkammer (2) durch das Hauptoxidationsmittel-Einspritzmittel (15, 24) zu reduzieren, wenn die erfasste Flammenintensität unter der vorbestimmten Untergrenze liegt, und
    - die Hauptoxidationsmittel-Einspritzrate in die Brennkammer (2) durch das Hauptoxidationsmittel-Einspritzmittel (15, 24) zu erhöhen, wenn die erfasste Flammenintensität über einer vorbestimmten Obergrenze liegt.
  11. Flammenofen nach Anspruch 10, wobei die Steuereinheit (20) dafür programmiert ist:
    - die Hauptoxidationsmittel-Einspritzrate in die Brennkammer (2) zu reduzieren, wenn die erfasste Flammenintensität während einer vorbestimmten Dauer Δt1 unter der Untergrenze liegt, oder wenn der Mittelwert der während der vorbestimmten Dauer Δt1 erfassten Flammenintensität unter der Untergrenze liegt, und
    - die Hauptoxidationsmittel-Einspritzrate in die Brennkammer (2) zu erhöhen, wenn die erfasste Flammenintensität während einer vorbestimmten Dauer Δt2 über der Obergrenze liegt, oder wenn der Mittelwert der während der vorbestimmten Dauer Δt2 erfassten Flammenintensität über der Obergrenze liegt.
  12. Flammenofen nach Anspruch 9, ebenfalls ein Mittel (17, 24) für das Einspritzen von Brennstoff mit einer geregelten Rate in die Brennkammer (2) umfassend.
  13. Flammenofen nach Anspruch 12, ebenfalls eine Steuereinheit (20) umfassend, die (a) mit dem Detektor (10), (b) mit dem Mittel für das Einspritzen von Hauptoxidationsmittel (15, 24), und (c) mit dem Mittel für das Einspritzen von Brennstoff (17, 24) verbunden ist, wobei die Steuereinheit (20) dafür programmiert ist:
    - die vom Detektor (10) erfasste Flammenintensität mit einer vorbestimmten Untergrenze und einer vorbestimmten Obergrenze zu vergleichen,
    - das Verhältnis zwischen der Hauptoxidationsmittel-Einspritzrate und der Brennstoff-Einspritzrate in die Brennkammer (2) zu reduzieren, wenn die erfasste Flammenintensität unter der vorbestimmten Untergrenze liegt, und
    - das Verhältnis zwischen der Hauptoxidationsmittel-Einspritzrate und der Brennstoff-Einspritzrate in die Brennkammer (2) zu erhöhen, wenn die erfasste Flammenintensität über einer vorbestimmten Obergrenze liegt.
  14. Flammenofen nach Anspruch 13, wobei die Steuereinheit (20) dafür programmiert ist:
    - das Verhältnis zwischen der Hauptoxidationsmittel-Einspritzrate und der Brennstoff-Einspritzrate in die Brennkammer (2) zu reduzieren, wenn die erfasste Flammenintensität während einer vorbestimmten Dauer Δt1 unter der Untergrenze liegt, oder wenn der Mittelwert der während der vorbestimmten Dauer Δt1 erfassten Flammenintensität unter der Untergrenze liegt, und
    - das Verhältnis zwischen der Hauptoxidationsmittel-Einspritzrate und der Brennstoff-Einspritzrate in die Brennkammer (2) zu erhöhen, wenn die erfasste Flammenintensität während einer vorbestimmten Dauer Δt2 über der Obergrenze liegt, oder wenn der Mittelwert der während der vorbestimmten Dauer Δt2 erfassten Flammenintensität über der Obergrenze liegt.
  15. Ofen nach einem der Ansprüche 9 bis 14, wobei der Flammendetektor (10) aus den optischen Detektoren ausgewählt ist, vorzugsweise aus den Ultraviolett-Detektoren, den Infrarot-Detektoren und den Detektoren für sichtbare Strahlung.
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