EP4163545A1 - Brenner zum durchführen einer partiellen oxidation - Google Patents

Brenner zum durchführen einer partiellen oxidation Download PDF

Info

Publication number
EP4163545A1
EP4163545A1 EP21020497.0A EP21020497A EP4163545A1 EP 4163545 A1 EP4163545 A1 EP 4163545A1 EP 21020497 A EP21020497 A EP 21020497A EP 4163545 A1 EP4163545 A1 EP 4163545A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
channel
burner
central channel
annular
fluid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP21020497.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Markus Weikl
Sebastian Ulmer
Martin Murer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Linde GmbH
Original Assignee
Linde GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Linde GmbH filed Critical Linde GmbH
Priority to EP21020497.0A priority Critical patent/EP4163545A1/de
Priority to PCT/EP2022/025464 priority patent/WO2023057089A2/de
Publication of EP4163545A1 publication Critical patent/EP4163545A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/20—Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone
    • F23D14/22—Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone with separate air and gas feed ducts, e.g. with ducts running parallel or crossing each other
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/46—Details, e.g. noise reduction means
    • F23D14/48—Nozzles
    • F23D14/58—Nozzles characterised by the shape or arrangement of the outlet or outlets from the nozzle, e.g. of annular configuration

Definitions

  • the invention relates to a burner for carrying out a partial oxidation and a method for operating such a burner with a central channel and at least one annular channel surrounding the central channel through which a fluid can flow in order to carry out the partial oxidation.
  • a hydrocarbon-containing fuel e.g. natural gas, petroleum gas or heating gas
  • an oxidizing agent for example in the form of an oxygen-containing gas, e.g. oxygen or air or a mixture thereof, in a substoichiometric mixing ratio in order to produce a synthesis gas.
  • a mixture of carbon monoxide and hydrogen is produced as the synthesis gas, which can be used, for example, in fuel cells.
  • a moderator for example water vapor or carbon dioxide
  • a moderator for example water vapor or carbon dioxide
  • Burners for partial oxidation can be designed as multi-channel burners with a number of concentric channels through which a fluid can flow in each case.
  • a burner usually has a central channel and one or more annular channels surrounding this central channel.
  • a cooling channel for a cooling fluid, e.g., water, for cooling the burner can be provided in a wall of the burner.
  • a burner tip At a front end of the burner viewed in the direction of flow of the fluids, a burner tip can be provided, which can be designed, for example, in the shape of a truncated cone.
  • the outer annular channels can run, for example, at a predetermined angle of inclination or outlet towards the central channel. In this way, through the annular Channels guided fluids are emitted or discharged from the burner tip at a predetermined inclination or outlet angle relative to a fluid flow of the central core.
  • the U.S. 3,255,966 A discloses, for example, a partial oxidation burner having an inner passage and an annular outer passage concentric therewith. Cooling channels for a cooling fluid for cooling the burner are provided in an outer wall of the burner.
  • the burner according to the invention is set up to be operated according to a preferred embodiment of the method according to the invention. Advantages and advantageous configurations of the burner according to the invention and the method according to the invention result from the following description in a corresponding manner.
  • the burner is intended for carrying out a partial oxidation of fluids, in particular a hydrocarbon-containing fuel, eg natural gas, petroleum gas or heating gas, and an oxidizing agent, in particular in the form of an oxygen-containing gas, eg oxygen or air or a mixture thereof.
  • the burner has a central channel and at least one annular channel surrounding the central channel, through which a fluid can flow in each case in order to carry out the partial oxidation.
  • the individual channels can each be connected to a corresponding fluid supply.
  • a rod element is arranged in the central channel and extends at least along part of an axial length of the central channel.
  • the rod element is arranged in such a way that between the rod element and a wall of the central channel or between a radially outer (top) surface of the rod element and a radially inner surface of the wall of the central channel there is another annular or at least essentially annular channel is formed.
  • a fluid conducted through the central channel can flow around the rod element or a corresponding axial fluid flow can be conducted annularly around the rod element in this section.
  • a tubular element extending at least along a part of an axial length of the annular channel is arranged in the annular channel surrounding the central channel in such a way that the annular channel is divided into two annular or at least essentially annular channels or two channels along an axial length of the tubular element Sub-channels is subdivided.
  • a first ring-shaped partial channel extends in particular between an outer (top) surface of the wall of the central channel and an inner (top) surface of the wall of the tubular element.
  • a second annular sub-channel extends between an outer (top) surface of the wall of the tubular member and an inner (top) surface of a wall of the annular channel.
  • the rod element and the tube element are each expediently in the form of a rod, cylinder or tube or at least essentially in the shape of a rod, cylinder or tube.
  • the rod element is designed as an elongate rod or as a rod or tube.
  • the tubular element is designed in particular as a tube or hollow rod.
  • a length or dimension of the rod element and of the tube element in the axial direction is expediently greater than a thickness or dimension in the radial direction.
  • the rod element can be designed as a fixed, massive or solid body.
  • the rod element can also be hollow on the inside or designed as a hollow body, but expediently in such a way that a fluid can only flow around the rod element, but not through the rod element.
  • the rod element can in particular be self-contained, for example by means of radial boundary surfaces or boundary planes.
  • the tubular element is expediently hollow on the inside or designed as a hollow body.
  • the rod element and the tube element are each arranged concentrically or at least essentially concentrically with respect to the central channel.
  • a symmetrical or at least essentially symmetrical central annular flow channel can thus be generated around the rod element.
  • the ring-shaped partial channels can expediently be produced symmetrically or at least essentially symmetrically.
  • an obstacle or an obstruction in individual channels of the burner in particular in the form of a rod-shaped element in the central channel and/or in the form of a tubular element in the annular channel, increases the efficiency of the burner can be.
  • the mixing or thorough mixing of the individual fluids when exiting the burner can be influenced in particular by the rod element or the tubular element.
  • This mixing behavior of the fluids has a direct influence on the partial oxidation reaction in particular.
  • This mixing behavior can be particularly expediently improved and optimized by the rod element or the tubular element, so that the efficiency of the partial oxidation reaction and the burner operation can be improved.
  • Flow dynamics and burner geometry can expediently be influenced by the rod element or the tube element.
  • a flow behavior or flow profile of the fluid in the central channel or the ring-shaped channel can be improved, in particular by vortices or eddies at a front end of the rod element or the tubular element viewed in the direction of flow.
  • Such vortices can in particular increase turbulence in the fluid flow and the fluid flow can be diverted, for example, in the direction of the center of the axial channel.
  • the rod element or the tube element can achieve a narrowing of the cross section of the respective channel, as a result of which in particular a geometry of the burner or of the individual channels can be changed relative to one another.
  • a ratio of the diameters of the individual channels to one another can thus be influenced.
  • a ratio of the fluid velocities, in particular the exit velocities of the fluids when exiting the burner can be influenced.
  • the flow dynamics and burner geometry influenced in this way can expediently influence the behavior of the individual fluid streams when exiting the burner and thus the way in which the fluids for the partial oxidation mix, in particular downstream of the burner and upstream of the corresponding partial oxidation reaction .
  • the efficiency of the burner or burner operation can be directly influenced and increased in a particularly expedient manner.
  • an amount of fuel required for the partial oxidation can be reduced by an improved or optimized mixing behavior, in particular with the same or even improved composition and amount of the synthesis gas produced.
  • the improved mixing behavior in particular a shortening of the flame or burner flame and a more homogeneous gas composition can be achieved downstream of the combustion zone.
  • a residence time of the supplied fluids in a reaction zone of the partial oxidation can be increased and shifted in the direction of a state of equilibrium, so that the required amount of fuel can be reduced.
  • the costs for operating the burner and the quantities of fuel required can thus be reduced.
  • a length and/or size of the reactor can be reduced.
  • the rod element or the tubular element can also make it possible, in particular, to operate the burner in part-load operation, for example at a maximum of 70% of full-load operation.
  • it is usually not or at least hardly possible to operate a burner for partial oxidation in part-load operation since such burners are conventionally often only designed for full-load operation, for example between 70% and 100%.
  • For burner operation at partial load it is often necessary to replace the entire burner with another burner model that is designed for a correspondingly lower maximum full-load operation.
  • the burner can be operated flexibly at full load or reduced partial load, depending on requirements.
  • the temperatures of the individual fluids can be appropriately selected as required, in particular from room temperature up to high values of, for example, up to 500° C., for example if the fluids are preheated before being fed into the respective channel.
  • the pressure in the reactor can also be chosen flexibly, expediently from the ambient air pressure up to high values of, for example, up to 120 bar.
  • the rod element and the tubular element can each be sufficiently cooled automatically by the fluid flowing around in a ring shape, so that the rod element and the tubular element are each protected from high thermal loads in the burner, in particular from high temperatures of the burner flame.
  • no further elements are required, in particular no additional cooling elements for the rod element and the tubular element.
  • the central channel can be provided for supplying the oxidizing agent or the oxygen-containing gas.
  • the central channel can be provided as an oxygen lance or an oxygen injector with an integrated rod element.
  • the central channel can be provided for supplying the feed or the carbon-containing gas or the carbon-containing fluid.
  • at least one axial section of the rod element hereinafter referred to as the first axial section without loss of generality, has a profiled surface, in particular an outer surface of the rod element viewed in the radial direction.
  • at least one axial section of the tubular element referred to below as the second axial section without loss of generality, advantageously has a profiled surface.
  • An inner surface, viewed in the radial direction, and/or an outer surface, viewed in the radial direction, of the tubular element can be correspondingly profiled.
  • Such a profiled surface is to be understood in particular as meaning that the surface of the rod or tube element has a predetermined pattern or that a cross-sectional outline of the respective element has a predetermined shape.
  • the surface profile can in particular be uniform and constant over the length of the corresponding axial section or, for example, can also change along the axial length and/or in the circumferential direction.
  • the rod element or the tubular element can each have such a profiled surface along the entire axial length.
  • the bar element can be manufactured as a smooth bar with a smooth or at least substantially smooth surface to which additional material is applied and/or from which material is removed in order to obtain the corresponding surface profile.
  • the bar element can also already be manufactured in one piece with the correspondingly profiled surface, for example.
  • the profiled surface of the tube element can also be produced accordingly.
  • the fluid flow in the central channel or in the annular channel can be influenced by this corresponding surface profile or by the special shape of the respective profile, in particular in such a way as to optimize the mixing behavior of the fluids at the burner exit.
  • the special shape or the special pattern of the surface profile can be selected in particular as a function of the fluid flow or in such a way as to influence the fluid flow in the respective channel in a predetermined manner.
  • the surface of the rod element is profiled at least in the first axial section such that a fluid flowing between the rod element and the wall of the central channel is accelerated in the direction of flow, preferably accelerated continuously.
  • the surface of the tubular element is at least in that second axial section is advantageously profiled in such a way that a fluid flowing along this surface is in particular continuously accelerated in the direction of flow.
  • the ratio of the fluid velocities in the individual channels can thus be influenced, in particular the ratio of the exit velocities of the fluids when exiting the burner.
  • a cross-sectional outline of the rod element at least in the first axial section, has alternating radially outwardly extending bulges or projections or elevations and radially inwardly extending indentations or valleys or depressions.
  • a cross-sectional outline of the tubular element preferably has, at least in the second axial section, viewed in the circumferential direction alternating radially outwardly extending bulges or projections or elevations and radially inwardly extending indentations or valleys or depressions.
  • the cross-sectional outline is to be understood in particular as the contour, shape, outer line, inner line or outline of the cross-sectional area of the rod or tube element oriented perpendicularly to the axial direction.
  • the surface shape or the surface profile of the rod or tube element is thus in each case designed as a wave or vibration pattern.
  • the individual bulges and indentations can, for example, each have individual shapes and lengths that may differ from one another. Expediently, the bulges and the indentations each have the same shape or at least essentially the same shape, so that the respective cross-sectional outline is embodied symmetrically or at least essentially symmetrically. With such a cross-sectional shape, an axial acceleration of the fluid flowing around the respective element can be achieved in a particularly expedient manner.
  • the profiled surface of the rod element and/or the surface of the tube element preferably comprises grooves or ridges running in the axial direction at least in the respective first or second axial section.
  • These grooves are each formed in particular as radial indentations in the surface of the rod element or the tubular element.
  • these grooves can be distributed regularly in the circumferential direction.
  • An axial acceleration of the fluid flow in the burner channels can also be achieved particularly expediently by such grooves.
  • the surface of the rod element and/or the surface of the tubular element has a twisted or twisted profile in the circumferential direction at least in the respective first or second axial section.
  • the cross-sectional outline of the respective element is not constant along the axial length.
  • the orientation of the cross-sectional outline can change over the axial length in the circumferential direction.
  • the rod element or the tubular element can thus expediently at least partially have a twisted, twisted or twisted surface profile or a radial profiling with an angle of rotation in the circumferential direction.
  • the surface of the rod element and/or the tube element can each have a helical or spiral pattern or a twist structure.
  • the surface of the rod or tube element can each have the above-explained bulges and indentations or grooves, which, however, do not run axially constant or in a straight line, but run radially and in the circumferential direction, for example spirally.
  • a twist in the fluid flow can be induced particularly expediently by such a profiled surface. In this way, the flow dynamics within the burner, the mixing behavior of the fluids and the burner efficiency can be influenced and improved in a particularly expedient manner.
  • the rod element and/or the tube element can each expediently also not have a profiled surface.
  • the rod element or the tubular element can each be cylindrical and/or tubular and/or a surface of the rod element or the tubular element can each have a circular or at least essentially circular cross-sectional outline.
  • the rod element can expediently be designed as a fixed, solid rod or as a hollow cylinder or as a tube that is hollow on the inside.
  • the flow dynamics within the burner and the mixing behavior of the fluids can be appropriately influenced and improved by the size and position of such a rod element or tubular element.
  • At least one axial section of a wall of the central channel and/or at least one axial section of a wall of the at least one ring-shaped channel is in each case profiled.
  • the respective channel is expediently delimited radially outwards or in the radial direction outwards by the corresponding wall.
  • This wall is thus to be understood in particular as a radial wall or boundary wall of the respective channel.
  • the wall of the respective channel is profiled accordingly, in particular in such a way that both the radially inner (top) surface of the respective wall, i.e.
  • the wall inner surface or wall inside, and the radially outer (top) surface of the respective channel wall, i.e the wall outer surface or wall outside, are profiled accordingly or have a corresponding shape or a corresponding pattern. Furthermore, it is also conceivable that expediently only the inner surface or only the outer surface of the respective wall has a corresponding shape or a corresponding profile.
  • the profiled walls of the respective channels and the profiled surface of the rod element and the tube element can be matched to one another or predetermined as a function of one another in order to be able to influence the individual fluid flows in a desired manner.
  • the respective channel walls can also be correspondingly profiled along their entire axial length. An axial acceleration of the fluid flow in the respective channel can expediently also be achieved by this profiling of the respective channel walls.
  • a shape of a cross-sectional outline corresponds to the profiled surface of the rod element and/or a shape of a cross-sectional outline to the profiled surface of the tubular element and/or a shape of a cross-sectional outline to the profiled wall of the central channel and/or a shape of a cross-sectional outline to the wall of the at least one annular channel each other or preferably these shapes correspond to each other at least substantially.
  • the flow dynamics can be influenced particularly expediently and an axial acceleration of the fluid flow can be achieved by means of surface or wall profiles that are coordinated with one another in this way.
  • both the shape and the alignment of the individual cross-sectional outlines can be identical or essentially identical to one another.
  • the orientations of the individual cross-sectional outlines are different, that is to say that the cross-sectional outlines are shifted to one another by a predetermined angle or are rotated relative to one another in the circumferential direction.
  • the number and the specific shapes of the individual profiles of the rod element or tubular element surface and the channel walls and their orientations relative to one another are particularly expediently predetermined as a function of the fluids conducted through the individual channels and their properties.
  • the shape, number and orientation of the individual profiled surfaces are specified in such a way as to influence the mixing behavior of the fluids in the best possible way and to increase the efficiency of the burner in the best possible way.
  • the rod element is preferably arranged in the central channel at least from a rear end of the central channel, viewed in the direction of flow, to a position which is a predeterminable or predetermined axial distance from a front end of the central channel, viewed in the direction of flow.
  • the front end corresponds in particular to an end of the burner tip at which the individual fluids are emitted or let out of the burner.
  • This position, up to which the rod element extends can be specified in particular in order to influence flow-dynamic conditions within the central channel and thus the fluid flow in a desired manner.
  • the rod element can also extend beyond the front end or a fluid outlet of the central channel, so that the value zero or a value less than zero is specified for the axial distance.
  • the rod element is arranged in the central channel, preferably at least from a fluid connection for supplying a fluid into the central channel up to a position that is a definable or predetermined axial distance from a front end of the central channel, viewed in the direction of flow is.
  • a fluid connection for supplying a fluid into the central channel up to a position that is a definable or predetermined axial distance from a front end of the central channel, viewed in the direction of flow is.
  • an annular fluid flow is thus formed in the central channel from that axial position at which the fluid is conducted into the channel.
  • the tubular member is in the annular channel at least from a forward end of the annular channel, viewed in the flow direction, to a Arranged position, which is at a predetermined or predetermined axial distance from a viewed in the direction of flow rear end of the annular channel away.
  • the front end of the annular channel also corresponds in particular to an end of the burner tip at which the individual fluids are emitted or let out.
  • the position up to which the tubular element extends is specified in particular in such a way as to influence flow-dynamic conditions and the fluid flow in a desired manner.
  • the tubular element is arranged in the annular channel, preferably at least from a fluid connection for supplying a fluid into the annular channel up to a position which is a definable or predetermined axial distance from the front end of the annular channel, viewed in the flow direction .
  • the tube element can also extend beyond the front end of the annular channel.
  • a displacement mechanism is provided and set up to displace the rod element in the central channel in the axial direction and/or to displace the tube element in the annular channel in the axial direction.
  • the position up to which the rod element extends in the central channel or up to which the tube element extends in the ring-shaped channel can be flexibly adjusted and changed as required.
  • the axial position of the rod element or of the tubular element can be adjusted depending on the operating conditions of the burner, so that the mixing behavior of the fluids can always be optimized.
  • the rod element and/or the tubular element is/are preferably axially displaced in each case depending on an operating mode of the burner, for example depending on whether the burner is to be operated under full load or under partial load.
  • the rod element and/or the tube element can be displaced axially, preferably depending on a pressure and/or a temperature of the fluids that have flowed through the individual channels.
  • the rod element is shifted in the central channel in the axial direction in such a way to a fluid flow within the central channel in a to influence in a predetermined way.
  • the tube element is displaced in the annular channel in the axial direction in such a way as to influence a fluid flow within the annular channel in a predetermined manner.
  • the flow dynamics within the burner channels and the burner geometry can be specifically influenced in a desired manner and also the mixing or mixing of the individual fluids when exiting the burner.
  • the rod element and/or the tube element is/are thus particularly expediently displaced axially in order to influence and improve the mixing behavior and thus the efficiency of the partial oxidation reaction and the burner operation in a targeted manner in a predetermined manner.
  • the rod element or the tubular element can be removed from the central channel or the ring-shaped channel in a structurally simple and inexpensive manner by means of the displacement mechanism and reinserted, e.g. in the event of damage or for maintenance, cleaning or repair work.
  • the rod element or the tubular element can also be removed by the displacement mechanism and replaced by a respective new element, for example with a different diameter and/or with a different profiled surface.
  • an individual rod element or tubular element can be used for different fluid pressures and/or fluid temperatures and also, for example, for different load operations.
  • the respective optimal rod or tube element with the respective optimal diameter and/or surface profile can thus be used in order to be able to influence the fluid exit and mixing behavior in the best possible way for the most efficient possible burner operation
  • a diameter of the rod element in the central channel preferably corresponds to at least 25% of the diameter of the central channel, preferably at least 40% of the diameter of the central channel, more preferably at least 50% of the diameter of the central channel.
  • the diameter of the rod element is to be understood in particular as an average diameter.
  • a statistical or arithmetic mean should be understood as the corresponding diameter of the rod element at a specific axial position.
  • the diameter of the central Channel in particular also to understand a mean diameter, in particular a statistical or arithmetic mean at a specific axial position of the central channel.
  • the diameter of the rod element can in particular be constant over its axial length. Expediently, the diameter of the rod element can also vary over its axial length, for example according to a predetermined course or a predetermined profile. A longitudinal section outline of the rod element therefore also has a predetermined shape or predetermined pattern, particularly expediently.
  • the specific shape, diameter and axial position of the rod element and the tube element are each selected in such a way that the burner, in particular the burner tip, is not damaged by the changes in the fluid mixing behavior, the partial oxidation reaction, the flame, the combustion zone, etc.
  • the present invention also relates to a burner for carrying out partial oxidation, having a central channel and at least one annular channel surrounding the central channel, through which a fluid can flow in order to carry out the partial oxidation, at least one axial section of a wall of the central Channel and / or at least one axial section of a wall of the at least one annular channel is each formed profiled.
  • a burner of this type therefore has no rod element and no tube element as described above, but rather profiled walls of individual or all channels.
  • the mixing or thorough mixing of the individual fluids when exiting the burner can also be influenced by such a profiling of channel walls and the efficiency of the burner can be increased.
  • the flow dynamics and burner geometry can be influenced by the profiling, and the flow behavior or the flow profile of the fluids in the channels can be improved. Vortices can be conveniently generated and turbulence of the fluid flows can be increased.
  • the geometry of the burner or the individual channels relative to each other can be changed and the ratio of the diameters of the individual channels to one another can be influenced. For example, the shear area between the fluid streams and the ratio of the fluid velocities can be affected.
  • the flow dynamics and burner geometry influenced in this way can expediently change the behavior of the individual fluid streams when exiting the burner and thus the way in which the fluids for the partial oxidation mix, so that the efficiency of the burner can be increased.
  • the amount of fuel required and the cost of burner operation can be reduced.
  • the length and/or size of the reactor can be reduced.
  • the burner can be operated at partial load, for example at a maximum of 70% of full-load operation.
  • there is no need for any restrictions with regard to the fluids conducted through the individual channels. Temperatures of the fluids and the pressure in the reactor can be suitably selected as required.
  • the respective channel walls can be profiled particularly expediently in accordance with the above explanations with regard to the rod element and the tube element.
  • a cross-sectional outline of the respective channel wall at least in the respective axial section viewed in the circumferential direction, can alternately have bulges running radially outwards and indentations running radially inwards.
  • a surface of the respective channel wall can preferably have grooves running in the axial direction, at least in the respective axial section.
  • the surface of the respective channel wall can preferably have a profile that is twisted in the circumferential direction, at least in the respective axial section.
  • the surface of the respective channel wall is particularly preferably profiled in such a way that a fluid is in particular continuously accelerated in the direction of flow.
  • Figure 1a shows a preferred embodiment of a burner 100 according to the invention for carrying out a partial oxidation in a schematic sectional view.
  • the burner 100 is designed as a multi-channel burner and comprises a central channel 110 and an annular channel 120 surrounding this central channel 110. It is understood that the burner can also have further annular channels which comprise the central channel 110 and the annular channel 120 can surround concentrically.
  • a cooling channel 130 for a coolant for cooling the burner 100 can be provided in a wall 102 of the burner 100 , for example.
  • a cooling fluid inlet 131 can be connected to a coolant supply, for example, so that a cooling fluid, e.g. water, can flow continuously from the cooling fluid inlet 131 through the cooling channel 130 to a cooling fluid outlet 132 .
  • this wall 102 of the burner 100, in which the cooling channel 130 is provided can correspond to a wall 123 of the annular channel 120.
  • the burner 100 can also have a cooling coil as a cooling device, for example.
  • the burner 100 can be uncooled and has no cooling device.
  • a fluid for carrying out the partial oxidation can flow through the channels 110, 120 in each case.
  • the two channels 110, 120 are each connected to a corresponding fluid supply via a corresponding fluid inlet or fluid connection 111, 121, so that a corresponding fluid can flow from the fluid inlet 111 or 121 to a fluid outlet 112 or 122 in a burner tip 101.
  • a closable flange connection 115, 125 is provided, for example.
  • the respective fluids are emitted from the combustor to produce a synthesis gas in the form of a mixture of carbon monoxide and hydrogen by partial oxidation.
  • the annular channel 120 runs at a predetermined angle of inclination or outlet angle towards the central channel 110, so that the respective fluid from the fluid outlet 122 is discharged at this corresponding angle of inclination or outlet relative to the fluid flow from the fluid outlet 112 of the central channel 110 is emitted.
  • the fluid inlets or fluid connections 111, 121 of the channels 110, 120 can be flexibly connected to a corresponding fluid supply.
  • an oxidizing agent in the form of an oxygen-containing gas eg oxygen or air or an air-oxygen mixture
  • a preheated fuel containing hydrocarbons for example natural gas, can be conducted through the annular channel 120 .
  • the central channel 110 can be connected via its fluid inlet or fluid connection 111 to an oxidant supply, for example, and the annular channel 120 can be connected via the fluid inlet or fluid connection 121 to a fuel supply, for example.
  • the supplied fuel and/or the supplied oxygen-containing gas can each contain a moderator, for example in the form of water vapor, in order to regulate a ratio between hydrogen and carbon monoxide in the synthesis gas produced and/or to automatically flush in the event of a fault or malfunction of the burner 100 to perform.
  • a rod element 140 is arranged in the central channel 110 and extends at least along part of an axial length of the central channel 110 .
  • This rod element 140 is arranged in such a way that an annular or at least essentially annular channel 142 is formed between the rod element 140 or between its surface 141 and a wall 113 of the central channel 110 or an inner surface of this channel wall 113 .
  • Flow dynamics and burner geometry are influenced by rod element 140, in particular in such a way that the behavior of the individual fluid streams when exiting the burner is improved and the burner efficiency is thus increased.
  • the amount of fuel required for the partial oxidation can be reduced by the rod element 140 and the burner flame can be shortened and a more homogeneous gas composition can be achieved downstream of the combustion zone. Costs for operating the burner 100 and required amounts of fuel can be reduced.
  • the rod element 140 is arranged in the central channel 110 up to a position which is a predeterminable or predetermined axial distance from the front end or from the fluid outlet 112 of the central channel 110 .
  • This position, up to which the rod element 140 extends, is specified in particular in such a way as to influence flow-dynamic conditions and thus the fluid flow within the central channel 110 in a desired manner. Furthermore, it is also conceivable that the rod element 140 extends beyond the fluid outlet 112 .
  • the rod element 140 can be axially displaced in the central channel 110 by means of a displacement mechanism 160 .
  • this axial position, up to which the rod element 140 is arranged, can be flexibly varied by means of the displacement mechanism 160 and can be set, for example, depending on the current operating mode of the burner, for example depending on the current pressures and temperatures of the individual fluids.
  • the rod element 140 can be adjusted by means of the Shifting mechanism 160 can also be removed from the central channel 110 through the flange connection 115, for example for maintenance or repair work, or in order to exchange the rod element 140 for another rod element 140.
  • a tube element can also be provided in the annular channel as an alternative or in addition to the rod element 140 in the central channel, as described below with reference to FIG Figure 1b to be explained, with identical reference numerals in the Figures 1a and 1b designate the same or structurally identical elements.
  • Figure 1b shows burner 100 Figure 1a according to a further preferred embodiment.
  • a tubular element 150 extending at least along part of an axial length of the annular channel 120 is arranged in the annular channel 120 surrounding the central channel 110 .
  • the tubular element 150 divides the annular channel 120 along an axial length of the tubular element 150 into two annular or at least essentially annular channels or partial channels 151 and 152 .
  • a first annular sub-channel 151 extends between an outer (upper) surface of the wall 113 of the central channel 110 and an inner (upper) surface 153 of the wall of the tubular member 150.
  • a second annular sub-channel 152 extends more specifically between an outer (upper) -) surface 154 of the wall of the tubular element 150 and an inner (top) surface of a wall 123 of the annular channel 120.
  • the tubular element 150 influences flow dynamics and burner geometry in particular in such a way that the behavior of the individual fluid streams when exiting the burner 100 is improved and the burner efficiency is thus increased. For example, the amount of fuel required for the partial oxidation can be reduced and a shortening of the burner flame and a more homogeneous gas composition downstream of the combustion zone can be achieved. Costs and required amounts of fuel can be reduced.
  • the tube element 150 can be arranged in the annular channel 120 from a front end 122 or the fluid outlet 122 of the annular channel 120 as viewed in the direction of flow to a position which is at a predeterminable axial distance from a rear end of the annular channel when viewed in the direction of flow Channel 120 is removed.
  • the tubular element 150 can be attached to the central channel 110 or to the wall 113 of the central channel 110 via a suitable suspension 155 .
  • the tubular element 150 can be attached to the flange connection 125, for example, via a corresponding suspension 156.
  • the tubular element 150 can also be arranged in the ring-shaped channel 120 at least from the fluid connection 121 for supplying the respective fluid into the ring-shaped channel 120 up to a position which is a predeterminable axial distance from the front end 122 of the ring-shaped channel 120 .
  • the displacement mechanism 160 can also be configured to axially displace the tubular element 150 in the annular channel 110, e.g. depending on the current pressures and temperatures of the individual fluids. Furthermore, the tubular element 150 can also be expediently removed from the annular channel 120 by the displacement mechanism 160 through the flange connection 125, for example for maintenance or repair work or to exchange it for another tubular element 150.
  • the rod element 140 is in particular in the form of a rod, cylinder or tube and can have a round or at least substantially round cross-sectional area.
  • the rod element 140 can have a profiled surface, at least along an axial section or also along the entire axial length.
  • a cross-sectional outline or a cross-sectional contour particularly expediently has a predetermined shape or a predetermined pattern.
  • the surface of the rod element 140 is profiled in such a way that the fluid in the annular channel 142 between the rod element 140 and the wall 113 of the central channel 110 is accelerated in the direction of flow.
  • the tubular element 150 can also have a round or at least substantially round cross-sectional area or also a profiled surface at least along an axial section.
  • a cross-sectional outline or a cross-sectional contour of the tubular element 150 can expediently have a predetermined shape or a predetermined pattern.
  • the inner surface 153, viewed in the radial direction, and/or the outer surface 154, viewed in the radial direction, of the wall of the tube element 150 can be correspondingly profiled.
  • the respective surface can be profiled in such a way that the fluid flowing along this surface is accelerated in the direction of flow.
  • the wall 113 of the central channel 110 and/or the wall 123 of the ring-shaped channel 120 can also have a profiled design, as illustrated below with reference to FIG figure 2 should be explained.
  • FIG. 2a to 2e a preferred embodiment of a burner according to the invention is shown in a schematic cross-sectional view.
  • the in the Figures 2a to 2e burners shown can each be structurally identical or at least essentially structurally identical to that in Figure 1a shown burner 100 may be formed.
  • the burner 100a shown has a central channel 110a and an annular channel 120a.
  • a rod element 140a with a profiled surface 141a is arranged in the central channel.
  • the surface 141a is profiled in such a way that the cross-sectional outline of the rod element 140a, viewed in the circumferential direction, has alternating radially outwardly extending bulges and radially inwardly extending indentations. These bulges and indentations form grooves running in particular in the axial direction on the surface 141a of the rod element 140a. Expediently, the fluid flowing in the central channel 110a can be continuously accelerated in the flow direction by this surface shape of the rod element 140a.
  • the bulges and indentations do not run axially in a straight line, but are twisted, twisted or twisted in the circumferential direction over the axial length of the rod element 410a, so that the rod element 410a has a profile that is twisted in the circumferential direction.
  • a wall 113a of the central channel 110a as well as a wall 123a of the annular channel 120a are shown in the example of FIG Figure 2a each round or at least substantially round.
  • a tube element can also be provided in the annular channel 120a, the inner and outer surface of which is profiled in accordance with the surface 141a of the rod element 140a.
  • the burner 100b shown has a central channel 110b with a rod member 140b and an annular channel 120b.
  • the surface 141b of this rod element 140b is in accordance with Figure 2a profiled rod element 140a shown, with radial bulges and indentations arranged alternately in the circumferential direction.
  • the wall 113b of the central channel 110b is also profiled.
  • a shape of a cross-sectional outline of the profiled surface 141b of the rod member 140b corresponds to a shape of a cross-sectional outline of this profiled wall 113b of the central channel 110b.
  • the channel wall 113b also has, in its cross-sectional outline, radially outwardly extending bulges and radially inwardly extending indentations arranged alternately in the circumferential direction.
  • the channel wall 123b of the ring-shaped channel 120b is round and not profiled.
  • a tube element may further be provided in the annular channel 120b with a profiled surface, a shape of this profiled surface corresponding, at least substantially, to the shapes of the surfaces 141b and 113b of the rod element 140b and the central channel 110b respectively.
  • Burner 100c shown is also the channel wall 123c of the annular channel 120c profiled.
  • a rod member 140c of the burner 100c has a profiled surface 141c corresponding to the rod elements 140a and 140b of FIG Figures 2a and 2b on.
  • a wall 113c of a first channel 110c is made corresponding to the channel wall 113b Figure 2b profiled trained.
  • the shapes and orientations of the profiles of the channel walls 113c and 123c and the surface 141c of the rod element 140c correspond to one another, at least essentially.
  • a tubular element can also be provided in the annular channel 120c with a profiled surface, so that the shapes of the surface of this tubular element and of the surfaces 141c, 113c and 123c of the rod element 140c, central channel 110c and annular channel 120c correspond to one another, at least essentially.
  • Figure 2d 12 shows a burner 100d, a channel wall 113d of a first channel 110d and a channel wall 123d of an annular channel 120d each being profiled, and a rod element 140d having a profiled surface 141d. Shapes and orientations of these profiles of the channel walls 113d, 123d and the rod element surface 141d are partially different in this example.
  • the shape of the profile of the channel wall 123d of the annular channel 120d corresponds, at least substantially, to the shape of the profile of the surface 141d of the rod member 140d
  • the orientations of these profiles are different. For example, these profiles are twisted relative to each other in the circumferential direction.
  • the profile of channel wall 113d of central channel 110d differs from the profiles of channel wall 123d and rod surface 141d.
  • the profile of this channel wall 113d has a smaller number of radial bulges and indentations.
  • the special shapes and orientations as well as the number of individual profiles of the channel walls and the rod surface can be selected depending on the fluids conducted through the individual channels and their special properties, so that the mixing behavior of the fluids is influenced in the best possible way and the burner efficiency is improved in the best possible way can be.
  • a tubular element can be provided in the annular channel 120c with an individual profiled surface.
  • the burners 100e shown have neither the channel walls nor the rod element on profiled surfaces.
  • the wall 113e of the central channel 110e and the wall 123e of the annular channel 120e are each round or at least substantially round.
  • the rod element 140e can be designed as a fixed, solid rod or as a hollow cylinder, with the surface 141e of the rod element 140e having a circular or at least essentially circular cross-sectional outline.
  • the size and position of the rod element 140e can suitably be selected in such a way that the flow dynamics within the burner 100e and the mixing behavior of the fluids are suitably influenced and improved.
  • FIG. 3a to 3c a preferred embodiment of a burner according to the invention is shown in a schematic cross-sectional view. No rod element is provided in such a burner, but the walls of one or more channels are profiled.
  • such a burner 200a may have a central channel 210a and an annular channel 220a, with a wall 213a of the central channel 210a being profiled.
  • the channel wall 213a can have radially outwardly extending bulges and radially inwardly extending indentations arranged alternately in the circumferential direction in its cross-sectional outline. These bulges and indentations may be straight in the axial direction or twisted in the circumferential direction over the axial length of the channel 210a.
  • the channel wall 223a of the ring-shaped channel 220a is round and not profiled.
  • both the wall 213a of the central channel 210b and the wall 223b of the annular channel 220b can be profiled in the combustor 200b.
  • the shapes and orientations of the profiles of the channel walls 213b and 223b correspond to one another, at least substantially.
  • the channel wall 213c of the central channel 210c and the channel wall 223b of the annular channel 220c are each configured in a profiled manner. Shapes and orientations of these profiles of the channel walls 213c and 223c are different in this example.
  • the profile of channel wall 213c has a smaller number of radial bulges and indentations than the profile of channel wall 223c.
  • the flow dynamics, the burner geometry and the mixing behavior or mixing of the fluids after the burner outlet can also be influenced by the profiling of the channel walls, and thus the efficiency of the partial oxidation reaction and the burner operation can be improved. The amount of fuel required and the operating costs of the burner can be reduced.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Gas Burners (AREA)
  • Pre-Mixing And Non-Premixing Gas Burner (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Brenner (100) zum Durchführen einer partiellen Oxidation mit einem zentralen Kanal (110) und wenigstens einem, den zentralen Kanal (110) umgebenden, ringförmigen Kanal (120), durch welche zum Durchführen der partiellen Oxidation jeweils ein Fluid strömbar ist, wobei in dem zentralen Kanal (110) ein sich zumindest entlang eines Teils einer axialen Länge des zentralen Kanals (110) erstreckendes Stabelement (140) derart angeordnet ist, dass zwischen dem Stabelement (140) und einer Wand (113) des zentralen Kanals (110) ein weiterer ringförmiger oder zumindest im Wesentlichen ringförmiger Kanal (142) gebildet wird, und/oder in dem den zentralen Kanal (110) umgebenden, ringförmigen Kanal (120) ein sich zumindest entlang eines Teils einer axialen Länge des ringförmigen Kanals (120) erstreckendes Rohrelement (150) derart angeordnet ist, dass der ringförmige Kanal (120) entlang einer axialen Länge des Rohrelements (150) in zwei ringförmige oder zumindest im Wesentlichen ringförmige Kanäle (151, 152) unterteilt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Brenner zum Durchführen einer partiellen Oxidation sowie ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen Brenners mit einem zentralen Kanal und wenigstens einem, den zentralen Kanal umgebenden, ringförmigen Kanal, durch welche zum Durchführen der partiellen Oxidation jeweils ein Fluid strömbar ist.
    • Hintergrund der Erfindung
  • Im Zuge einer partiellen Oxidation kann ein kohlenwasserstoffhaltiger Brennstoff, z.B. Erdgas, Erdölgas oder Heizgas, mit einem Oxidationsmittel beispielsweise in Form eines sauerstoffhaltigen Gases, z.B. Sauerstsoff oder Luft oder eine Mischung daraus, in einem unterstöchiometrischen Mischungsverhältnis teilweise verbrannt werden, um ein Synthesegas zu erzeugen. Als das Synthesegas wird ein Gemisch aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff erzeugt, welches beispielsweise in Brennstoffzellen verwendet werden kann. Ferner kann dem Brennstoff und/oder dem Oxidationsmittel ein Moderator zugeführt werden, beispielsweise Wasserdampf oder Kohlendioxid, um ein Verhältnis zwischen Wasserstoff und Kohlenmonoxyd in dem erzeugten Synthesegas zu regulieren oder aus Sicherheitsgründen, um im Falle eines Fehlers bzw. einer Störung automatisch eine Spülung des Brenners durchzuführen.
  • Brenner zur partiellen Oxidation können als Mehrkanalbrenner mit mehreren konzentrischen Kanälen ausgebildet sein, durch welche jeweils ein Fluid geströmt werden kann. Zumeist weist ein derartiger Brenner einen zentralen Kanal und einen oder mehrere, diesen zentralen Kanal umgebende, ringförmige Kanäle auf. Ferner kann in einer Wand des Brenners ein Kühlkanal für ein Kühlfluid, z.B. Wasser, zur Kühlung des Brenners vorgesehen sein.
  • An einem in Strömungsrichtung der Fluide betrachteten vorderen Ende des Brenners kann eine Brennerspitze vorgesehen sein, welche beispielsweise kegelstumpfförmig ausgebildet sein kann. In dieser Brennerspitze können die äußeren ringförmigen Kanäle beispielsweise unter einem vorgegebenen Neigungs- bzw. Auslasswinkel auf den zentralen Kanal zu verlaufen. Auf diese Weise können die durch die ringförmigen Kanäle geführten Fluide jeweils unter einem vorgegebenen Neigungs- bzw. Auslasswinkel relativ zu einem Fluidstrom des zentralen Kerns aus der Brennerspitze emittiert bzw. ausgelassen werden.
  • Beispielsweise beschreibt die US 4 888 031 A ein Verfahren zur partiellen Oxidation mittels einer konzentrischen Brenneranordnung aus vier konzentrischen Ringkanälen und einem zentralen Kanal.
  • Die US 3 255 966 A offenbart beispielsweise einen Brenner zur partiellen Oxidation mit einem inneren Kanal und einem zu diesem konzentrischen, ringförmigen äußeren Kanal. In einer äußeren Wand des Brenners sind Kühlkanale für ein Kühlfluid zum Kühlen des Brenners vorgesehen.
    • Offenbarung der Erfindung
  • Vor diesem Hintergrund werden ein Brenner zum Durchführen einer partiellen Oxidation sowie ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen Brenners mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
  • Der erfindungsgemäße Brenner ist dazu eingerichtet, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens betrieben zu werden. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Brenners und des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in entsprechender Weise.
  • Der Brenner ist zum Durchführen einer partiellen Oxidation von Fluiden vorgesehen, insbesondere eines kohlenwasserstoffhaltigen Brennstoffs, z.B. Erdgas, Erdölgas oder Heizgas, und eines Oxidationsmittels, insbesondere in Form eines sauerstoffhaltigen Gases, z.B. Sauerstsoff oder Luft oder einer Mischung daraus. Der Brenner weist einen zentralen Kanal und wenigstens einen, den zentralen Kanal umgebenden, ringförmigen Kanal auf, durch welche zum Durchführen der partiellen Oxidation jeweils ein Fluid strömbar ist. Zweckmäßigerweise sind die einzelnen Kanäle jeweils mit einer entsprechenden Fluidzufuhr verbindbar.
  • In dem zentralen Kanal ist ein sich zumindest entlang eines Teils einer axialen Länge des zentralen Kanals erstreckendes Stabelement angeordnet. Das Stabelement ist derart angeordnet, dass zwischen dem Stabelement und einer Wand des zentralen Kanals bzw. zwischen einer in radialen Richtung äußeren (Ober-) Fläche des Stabelements und einer in radialer Richtung inneren Fläche der Wand des zentralen Kanals ein weiterer ringförmiger oder zumindest im Wesentlichen ringförmiger Kanal gebildet wird. Zumindest entlang des entsprechenden Teils bzw. Abschnitts der axialen Länge des zentralen Kanals kann ein durch den zentralen Kanal geleitetes Fluid um das Stabelement herum strömen bzw. ein entsprechender axialer Fluidstrom kann in diesem Abschnitt ringförmig um das Stabelement herum geleitet werden.
  • Alternativ oder zusätzlich ist in dem den zentralen Kanal umgebenden, ringförmigen Kanal ein sich zumindest entlang eines Teils einer axialen Länge des ringförmigen Kanals erstreckendes Rohrelement derart angeordnet, dass der ringförmige Kanal entlang einer axialen Länge des Rohrelements in zwei ringförmige oder zumindest im Wesentlichen ringförmige Kanäle bzw. Teilkanäle unterteilt wird. Ohne Beschränkung der Allgemeinheit erstreckt sich dabei ein erster ringförmiger Teilkanal insbesondere zwischen einer äußeren (Ober-) Fläche der Wand des zentralen Kanals und einer inneren (Ober-) Fläche der Wand des Rohrelements. Ein zweiter ringförmiger Teilkanal erstreckt sich insbesondere zwischen einer äußeren (Ober-) Fläche der Wand des Rohrelements und einer inneren (Ober-) Fläche einer Wand des ringförmigen Kanals.
  • Das Stabelement und das Rohrelement sind jeweils zweckmäßigerweise stab-, zylinder- bzw. rohrförmig oder zumindest im Wesentlichen stab-, zylinder- bzw. rohrförmig ausgebildet. Insbesondere ist das Stabelement als ein länglicher Stab bzw. als Stange oder Rohr ausgebildet. Das Rohrelement ist insbesondere als Rohr bzw. Hohlstab ausgebildet. Eine Länge bzw. Dimension des Stabelements und des Rohrelements in axialer Richtung ist jeweils zweckmäßigerweise größer als eine Dicke bzw. Dimension in radialer Richtung.
  • Das Stabelement kann als fester, massiver bzw. solider Körper ausgebildet sein. Alternativ kann das Stabelement auch innen hohl bzw. als Hohlkörper ausgebildet sein, jedoch zweckmäßigerweise derart, dass ein Fluid nur um das Stabelement herum, aber nicht durch das das Stabelement hindurch strömen kann. Zu diesem Zweck kann das Stabelement insbesondere in sich geschlossen sein, beispielsweise durch radiale Begrenzungsflächen bzw. Begrenzungsebenen. Das Rohrelement ist zweckmäßigerweise innen hohl bzw. als Hohlkörper ausgebildet.
  • Insbesondere sind das Stabelement und das Rohrelement jeweils konzentrisch oder zumindest im Wesentlichen konzentrisch zu dem zentralen Kanal angeordnet. Insbesondere kann somit ein symmetrischer oder zumindest im Wesentlichen symmetrischer zentraler ringförmiger Strömungskanal um das Stabelement herum erzeugt werden. Entsprechend können die ringförmigen Teilkanäle zweckmäßigerweise symmetrisch oder zumindest im Wesentlichen symmetrisch erzeugt werden.
  • Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde erkannt, dass durch ein Hindernis bzw. eine Obstruktion in einzelnen Kanälen des Brenners, insbesondere in Form eines stabförmigen Elements in dem zentralen Kanal und/oder in Form eines rohrförmigen Elements in dem ringförmigen Kanal, eine Effizienz des Brenners erhöht werden kann. Durch das Stabelement bzw. das Rohrelement kann insbesondere die Vermischung bzw. Durchmischung der einzelnen Fluide beim Austritt aus dem Brenner beeinflusst werden. Dieses Mischverhalten der Fluide hat insbesondere einen direkten Einfluss auf die partielle Oxidationsreaktion. Durch das Stabelement bzw. das Rohrelement kann dieses Mischverhalten besonders zweckmäßig verbessert und optimiert werden, so dass die Effizienz der partiellen Oxidationsrektion und des Brennerbetriebs verbessert werden kann.
  • Durch das Stabelement bzw. das Rohrelement können zweckmäßigerweise eine Strömungsdynamik und eine Brennergeometrie beeinflusst werden. Insbesondere kann ein Strömungsverhalten bzw. Strömungsverlauf des Fluids in dem zentralen Kanal bzw. dem ringförmigen Kanal verbessert werden, insbesondere durch Wirbel bzw. Verwirbelungen an einem in Strömungsrichtung betrachteten vorderen Ende des Stabelements bzw. des Rohrelements. Durch derartige Wirbel kann insbesondere eine Turbulenz des Fluidstroms erhöht werden und der Fluidstrom kann beispielsweise in Richtung des Zentrums des axialen Kanals umgeleitet werden. Ferner kann durch das Stabelement bzw. das Rohrelement eine Querschnittsverengung des jeweiligen Kanals erreicht werden, wodurch insbesondere eine Geometrie des Brenners bzw. der einzelnen Kanäle relativ zueinander verändert werden kann. Insbesondere wird somit ein Verhältnis der Durchmesser der einzelnen Kanäle zueinander beeinflusst. Beispielsweise kann somit eine Scherfläche zwischen den Fluidströmen beeinflusst werden. Ferner kann beispielsweise ein Verhältnis der Fluidgeschwindigkeiten, insbesondere der Austrittsgeschwindigkeiten der Fluide beim Austritt aus dem Brenner beeinflusst werden.
  • Durch die auf diese Weise beeinflusste Strömungsdynamik und Brennergeometrie kann zweckmäßigerweise das Verhalten der einzelnen Fluidströme beim Austritt aus dem Brenner beeinflusst werden und somit die Art und Weise, wie sich die Fluide für die partielle Oxidation vermischen, insbesondere stromabwärts des Brenners und stromaufwärts der entsprechenden partiellen Oxidationsreaktion. Durch derartiges Beeinflussen und Verbessern des Mischverhaltens der Fluide kann besonders zweckmäßig die Effizienz des Brenners bzw. des Brennerbetriebs direkt beeinflusst und erhöht werden. So kann beispielsweise durch ein verbessertes bzw. optimiertes Mischverhalten eine für die partielle Oxidation benötigte Menge an Brennstoff verringert werden, insbesondere bei gleichbleibender oder gar verbesserter Zusammensetzung und Menge des erzeugten Synthesegases. Ferner können durch das verbesserte Mischverhalten insbesondere eine Verkürzung der Flamme bzw. Brennerflamme und eine homogenere Gaszusammensetzung stromabwärts der Verbrennungszone erreicht werden. Besonders zweckmäßig kann eine Verweildauer der zugeführten Fluide in einer Reaktionszone der partiellen Oxidation vergrößert und in Richtung eines Gleichgewichtzustands verschoben werden, so dass die benötigte Brennstoffmenge reduziert werden kann. Insbesondere können somit Kosten für den Betrieb des Brenners sowie benötigte Brennstoffmengen reduziert werden. Ferner kann beispielsweise eine Länge und/oder Größe des Reaktors reduziert werden.
  • Durch das Stabelement bzw. das Rohrelement kann es ferner insbesondere ermöglicht werden, den Brenner in einem Teillastbetrieb zu betreiben, beispielsweise bei maximal 70% des Volllastbetriebs. Herkömmlicherweise ist es zumeist nicht oder zumindest kaum möglich, einen Brenner für partielle Oxidation in einem Teillastbetrieb zu betreiben, da derartige Brenner herkömmlicherweise oftmals nur für einen Volllastbetrieb z.B. zwischen 70% und 100% ausgelegt sind. Für einen Brennerbetrieb bei Teillast ist es oftmals nötig, den kompletten Brenner gegen ein anderes Brennermodell auszutauschen, welches für einen entsprechend geringeren maximalen Volllastbetrieb ausgelegt ist. Durch Einbau des Stabelements bzw. des Rohrelements lässt sich der Brenner jedoch besonders zweckmäßig je nach Bedarf flexibel in Volllast oder reduzierter Teillast betreiben.
  • Ferner bedarf es durch das Stabelement und bzw. das Rohrelement insbesondere keiner Einschränkungen bezüglich der durch die einzelnen Kanäle geleiteten Fluide. So können Temperaturen der einzelne Fluide zweckmäßig je nach Bedarf gewählt werden, insbesondere von Raumtemperatur bis hin zu hohen Werten von beispielsweise bis zu 500°C, etwa wenn die Fluide vor der Zufuhr in den jeweiligen Kanal vorgewärmt werden. Beispielsweise kann auch der Druck im Reaktor flexibel gewählt werden, zweckmäßigerweise von dem umgebenden Luftdruck bis hin zu hohen Werten von z.B. bis zu 120bar.
  • Besonders zweckmäßig können das Stabelement und das Rohrelement jeweils durch das ringförmig herum strömende Fluid automatisch ausreichend gekühlt werden, so dass das Stabelement und das das Rohrelement jeweils vor hohen thermischen Belastungen in dem Brenner, insbesondere vor hohen Temperaturen der Brennerflamme geschützt sind. Zweckmäßigerweise bedarf es somit keiner weiteren Elemente, insbesondere keiner zusätzlichen Kühlelemente für das Stabelement und das Rohrelement.
  • Vorteilhafterweise kann flexibel vorgegeben werden, welches konkrete Fluid durch welchen konkreten Kanal geströmt wird. Besonders zweckmäßig kann in Abhängigkeit von einem Betriebsmodus, in welchem der Brenner betrieben werden soll, vorgegeben werden, welches Fluid durch welchen Kanal geströmt wird, beispielswiese abhängig davon, ob der Brenner in einem Volllast- oder einem Teillastbetrieb betrieben werden soll. Alternativ oder zusätzlich kann zweckmäßigerweise in Abhängigkeit von einem Druck und/oder einer Temperatur der einzelnen Fluide vorgegeben werden, welches konkrete Fluid durch welchen konkreten Kanal geströmt wird. Beispielsweise kann der zentrale Kanal zur Zufuhr des Oxidationsmittels bzw. des sauerstoffhaltigen Gases vorgesehen sein. Beispielsweise kann der zentrale Kanal in diesem Fall als eine Sauerstofflanze bzw. ein Sauerstoffinjektor mit integriertem Stabelement vorgesehen sein. Alternativ kann der zentrale Kanal zur Zufuhr des Feeds bzw. des kohlenstoffhaltigen Gases bzw. des kohlenstoffhaltigen Fluids vorgesehen sein. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung weist zumindest ein axialer Abschnitt des Stabelements, im Folgenden ohne Beschränkung der Allgemeinheit als erster axialer Abschnitt bezeichnet, eine profilierte Oberfläche auf, insbesondere eine in radialer Richtung betrachtet äußere Oberfläche des Stabelements. Alternativ oder zusätzlich weist vorteilhafterweise zumindest ein axialer Abschnitt des Rohrelements, im Folgenden ohne Beschränkung der Allgemeinheit als zweiter axialer Abschnitt bezeichnet, eine profilierte Oberfläche auf. Dabei kann eine in radialer Richtung betrachtet innere Oberfläche und/oder eine in radialer Richtung betrachtet äußere Oberfläche des Rohrelements entsprechend profiliert sein. Als eine derartige profilierte Oberfläche sei insbesondere zu verstehen, dass die Oberfläche des Stab- bzw. Rohrelements ein vorgegebenes Muster aufweist bzw. dass ein Querschnittsumriss des jeweiligen Elements eine vorgegebene Form aufweist. Das Oberflächenprofil kann über die Länge des entsprechenden axialen Abschnitts insbesondere gleichmäßig und konstant ausgebildet sein oder sich beispielsweise auch entlang der axialen Länge und/oder in Umfangsrichtung verändern. Insbesondere können das Stabelement bzw. das Rohrelement jeweils entlang der gesamten axialen Länge eine derartig profilierte Oberfläche aufweisen. Beispielsweise kann das Stabelement als ein glatter Stab mit einer glatten oder zumindest im Wesentlichen glatten Oberfläche gefertigt werden, auf welche zusätzliches Material aufgebracht wird und/oder von welcher Material entfernt wird, um das entsprechende Oberflächenprofil zu erhalten. Alternativ kann das Stabelement auch bereits mit der entsprechend profilierten Oberfläche z.B. einstückig gefertigt werden. Entsprechend kann auch die profilierte Oberfläche des Rohrelements erzeugt sein. Insbesondere kann durch dieses entsprechende Oberflächenprofil bzw. durch die spezielle Form des jeweiligen Profils der Fluidstrom in dem zentralen Kanal bzw. in dem ringförmigen Kanal beeinflusst werden, insbesondere derart, um das Mischverhalten der Fluide beim Brenneraustritt zu optimieren. Die spezielle Form bzw. das spezielle Muster des Oberflächenprofils kann insbesondere abhängig von dem Fluidstrom gewählt werden bzw. derart, um den Fluidstrom in dem jeweiligen Kanal in einer vorgegebenen Weise zu beeinflussen.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Oberfläche des Stabelements zumindest in dem ersten axialen Abschnitt derart profiliert, dass ein zwischen dem Stabelement und der Wand des zentralen Kanals strömendes Fluid in Strömungsrichtung beschleunigt wird, vorzugsweise kontinuierlich beschleunigt wird. Alternativ oder zusätzlich ist die Oberfläche des Rohrelements zumindest in dem zweiten axialen Abschnitt vorteilhaferweise derart profiliert, dass ein entlang dieser Oberfläche strömendes Fluid in Strömungsrichtung insbesondere kontinuierlich beschleunigt wird. Insbesondere kann somit das Verhältnis der Fluidgeschwindigkeiten in den einzelnen Kanälen beeinflusst werden, insbesondere das Verhältnis der Austrittsgeschwindigkeiten der Fluide beim Austritt aus dem Brenner.
  • Besonders bevorzugt weist zumindest in dem ersten axialen Abschnitt ein Querschnittsumriss des Stabelements in Umfangsrichtung betrachtet abwechselnd radial nach außen verlaufende Ausbuchtungen bzw. Vorsprünge oder Erhebungen und radial nach innen verlaufende Einbuchtungen bzw. Täler oder Vertiefungen auf. Alternativ oder zusätzlich weist vorzugsweise ein Querschnittsumriss des Rohrelements zumindest in dem zweiten axialen Abschnitt in Umfangsrichtung betrachtet abwechselnd radial nach außen verlaufende Ausbuchtungen bzw. Vorsprünge oder Erhebungen und radial nach innen verlaufende Einbuchtungen bzw. Täler oder Vertiefungen auf. Als Querschnittsumriss sei dabei insbesondere die Kontur, Form, Außenlinie, Innenlinie oder Umrisslinie der senkrecht zu der axialen Richtung orientierten Querschnittsfläche des Stab- bzw. Rohrelements zu verstehen. Insbesondere ist die Oberflächenform bzw. das Oberflächenprofil des Stab- bzw. Rohrelements somit jeweils als ein Wellen- bzw. Schwingungsmuster ausgebildet. Die einzelnen Ausbuchtungen und Einbuchtungen können beispielsweise jeweils individuelle und gegebenenfalls voneinander abweichende Formen und Längen aufweisen. Zweckmäßigerweise sind die Ausbuchtungen und die Einbuchtungen jeweils formgleich oder zumindest im Wesentlichen formgleich ausgebildet, so dass der jeweilige Querschnittsumriss symmetrisch oder zumindest im Wesentlichen symmetrisch ausgebildet ist. Durch eine derartige Querschnittsform lässt sich besonders zweckmäßig eine axiale Beschleunigung des das jeweilige Element umströmenden Fluids erreichen.
  • Vorzugsweise umfasst die profilierte Oberfläche des Stabelements und/oder die Oberfläche des Rohrelements zumindest in dem jeweiligen ersten bzw. zweiten axialen Abschnitt in axialer Richtung verlaufende Rillen bzw. Riffen. Diese Rillen sind jeweils insbesondere als radiale Vertiefungen in der Oberfläche des Stabelements bzw. des Rohrelements ausgebildet. Insbesondere können diese Rillen in Umfangsrichtung regelmäßig verteilt sein. Auch durch derartige Rillen lässt sich besonders zweckmäßig eine axiale Beschleunigung der Fluidströmung in den Brennerkanälen erreichen. Vorteilhafterweise weist die Oberfläche des Stabelements und/oder die Oberfläche des Rohrelements zumindest in dem jeweiligen ersten bzw. zweiten axialen Abschnitt ein in Umfangsrichtung verdrehtes bzw. verdrilltes Profil auf. Insbesondere ist dabei der Querschnittsumriss des jeweiligen Elements entlang der axialen Länge nicht konstant. Beispielsweise kann sich die Orientierung des Querschnittsumrisses über die axiale Länge in Umfangsrichtung verändern. Das Stabelement bzw. das Rohrelement kann somit zweckmäßigerweise zumindest teilweise ein verdrehtes, verdralltes bzw. verdrilltes Oberflächenprofil bzw. eine radiale Profilierung mit einem Drehwinkel in Umfangsrichtung aufweisen. Beispielsweise kann die Oberfläche des Stabelements und/oder des Rohrelements jeweils ein schrauben- oder spiralförmiges Muster oder eine Drallstruktur aufweisen. Beispielsweise kann die Oberfläche des Stab- bzw. Rohrelements jeweils obig erläuterte Aus- und Einbuchtungen oder Rillen aufweisen, welche jedoch nicht axial konstant bzw. geradlinig verlaufen, sondern radial und in Umfangsrichtung beispielsweise spiralförmig verlaufen. Durch eine derartig profilierte Oberfläche kann besonders zweckmäßig ein Drall in der Fluidströmung induziert werden. Auf diese Weise können die Strömungsdynamik innerhalb des Brenners, das Mischverhalten der Fluide und die Brennereffizienz besonders zweckmäßig beeinflusst und verbessert werden.
  • Gemäß einer alternativen Ausgestaltung können das Stabelement und/oder das Rohrelement jeweils zweckmäßigerweise auch keine profilierte Oberfläche aufweisen. Bevorzugt kann das Stabelement bzw. das Rohrelement jeweils zylinderförmig und/oder rohrförmig ausgebildet sein und/oder eine Oberfläche des Stabelements bzw. des Rohrelements kann jeweils einen kreisförmigen oder zumindest im Wesentlichen kreisförmigen Querschnittsumriss aufweisen. Das Stabelement kann zweckmäßigerweise als fester, solider Stab oder als Hohlzylinder bzw. als innen hohles Rohr ausgebildet sein. Insbesondere können durch die Größe und Position eines derartigen Stabelements bzw. Rohrelements die Strömungsdynamik innerhalb des Brenners und das Mischverhalten der Fluide zweckmäßig beeinflusst und verbessert werden.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist zumindest ein axialer Abschnitt einer Wand des zentralen Kanals und/oder zumindest ein axialer Abschnitt einer Wand des wenigstens einen ringförmigen Kanals jeweils profiliert ausgebildet. Der jeweilige Kanal wird durch die entsprechende Wand zweckmäßigerweise radial nach außen bzw. in radialer Richtung nach außen begrenzt. Als diese Wand sei somit insbesondere eine radiale Wand bzw. Begrenzungswand des jeweiligen Kanals zu verstehen. Insbesondere ist dabei die Wand des jeweiligen Kanals entsprechend profiliert geformt, insbesondere derart, dass sowohl die radial innere (Ober-) Fläche der jeweiligen Wand, also die Wandinnenfläche oder Wandinnenseite, als auch die radial äußere (Ober-) Fläche der jeweiligen Kanalwand, also die Wandaußenfläche bzw. Wandaußenseite, entsprechend profiliert sind bzw. eine entsprechende Form oder ein entsprechendes Muster aufweisen. Ferner ist es auch denkbar, dass zweckmäßigerweise nur die innere Fläche oder nur die äußere Fläche der jeweiligen Wand eine entsprechende Form bzw. ein entsprechendes Profil aufweisen.
  • Durch diese entsprechend profilierten Kanalwände besteht zweckmäßigerweise eine zusätzliche Möglichkeit, um die Strömungsdynamik und die Brennergeometrie zu verändern und um somit das Austritts- und Mischverhalten der einzelnen Fluide zu verbessern. Besonders zweckmäßig können die profilierten Wände der jeweiligen Kanäle und die profilierte Oberfläche des Stabelements und des Rohrelements aufeinander abgestimmt sein bzw. abhängig voneinander vorgegeben werden, um die einzelnen Fluidströmungen in einer gewünschten Weise beeinflussen zu können. Insbesondere können die jeweiligen Kanalwände auch entlang ihrer gesamten axialen Länge entsprechend profiliert sein. Zweckmäßigerweise kann auch durch diese Profilierung der jeweiligen Kanalwände eine axiale Beschleunigung der Fluidströmung in dem jeweiligen Kanal erreicht werden.
  • Vorteilhafterweise entsprechen eine Form eines Querschnittsumrisses der profilierten Oberfläche des Stabelements und/oder eine Form eines Querschnittsumrisses der profilierten Oberfläche des Rohrelements und/oder eine Form eines Querschnittsumrisses der profilierten Wand des zentralen Kanals und/oder eine Form eines Querschnittsumrisses der Wand des wenigstens einen ringförmigen Kanals einander bzw. vorzugsweise entsprechen diese Formen einander zumindest im Wesentlichen. Durch derartig aufeinander abgestimmte Oberflächen- bzw. Wandprofile lässt sich die Strömungsdynamik besonders zweckmäßig beeinflussen und eine axiale Beschleunigung der Fluidströmung erreichen. Insbesondere können sowohl die Form als auch die Ausrichtung der einzelnen Querschnittsumrisse zueinander identisch bzw. im Wesentlichen identisch sein. Ferner ist es zweckmäßigerweise auch denkbar, dass die Ausrichtungen der einzelnen Querschnittsumrisse verschieden sind, dass also die Querschnittsumrisse zueinander um einen vorgegebenen Winkel verschoben sind bzw. in Umfangsrichtung relativ zueinander verdreht sind.
  • Besonders zweckmäßig sind die Anzahl und die speziellen Formen der einzelnen Profile der Stabelement- bzw. der Rohrelementoberfläche und der Kanalwände sowie deren Ausrichtungen relativ zueinander abhängig von den durch die einzelnen Kanäle geleiteten Fluide und deren Eigenschaften vorgegeben. Insbesondere sind Form, Anzahl und Ausrichtung der einzelnen profilierten Oberflächen derart vorgegeben, um das Mischverhalten der Fluide bestmöglich zu beeinflussen und die Effizienz des Brenners bestmöglich zu erhöhen.
  • Bevorzugt ist das Stabelement in dem zentralen Kanal wenigstens von einem in Strömungsrichtung betrachtet hinteren Ende des zentralen Kanals bis zu einer Position angeordnet, die in einem vorgebbaren oder vorgegebenen axialen Abstand von einem in Strömungsrichtung betrachtet vorderen Ende des zentralen Kanals entfernt ist. Das vordere Ende entspricht dabei insbesondere einem Ende der Brennerspitze, an welcher die einzelnen Fluide aus dem Brenner emittiert bzw. ausgelassen werden. Diese Position, bis zu welcher sich das Stabelement erstreckt, kann insbesondere vorgegeben werden, um strömungsdynamischen Bedingungen innerhalb des zentralen Kanals und somit den Fluidstrom in einer gewünschten Weise zu beeinflussen. Zweckmäßigerweise kann sich das Stabelement auch über das vorderen Ende bzw. einem Fluidauslass des zentralen Kanals hinaus erstrecken, so dass für den axialen Abstand der Wert Null oder ein Wert kleiner Null vorgegeben wird.
  • Alternativ oder zusätzlich ist das Stabelement in dem zentralen Kanal vorzugsweise wenigstens von einem Fluidanschluss zum Zuführen eines Fluids in den zentralen Kanal bis zu einer Position angeordnet ist, die in einem vorgebbaren bzw. vorgegebenen axialen Abstand von einem in Strömungsrichtung betrachtet vorderen Ende des zentralen Kanals entfernt ist. Insbesondere wird somit in dem zentralen Kanal ein ringförmiger Fluidstrom ab derjenigen axialen Position gebildet, an welcher das Fluid in den Kanal geleitet wird.
  • Bevorzugt ist das Rohrelement in dem ringförmigen Kanal wenigstens von einem in Strömungsrichtung betrachtet vorderen Ende des ringförmigen Kanals bis zu einer Position angeordnet, die in einem vorgebbaren oder vorgegebenen axialen Abstand von einem in Strömungsrichtung betrachtet hinteren Ende des ringförmigen Kanals entfernt ist. Wie obig erläutert entspricht auch das vordere Ende des ringförmigen Kanals insbesondere einem Ende der Brennerspitze, an welcher die einzelnen Fluide emittiert bzw. ausgelassen werden. Die Position, bis zu welcher sich das Rohrelement erstreckt, ist insbesondere derart vorgegeben, um strömungsdynamischen Bedingungen und den Fluidstrom in gewünschter Weise zu beeinflussen.
  • Alternativ oder zusätzlich ist das Rohrelement in dem ringförmigen Kanal vorzugsweise wenigstens von einem Fluidanschluss zum Zuführen eines Fluids in den ringförmigen Kanal bis zu einer Position angeordnet, die in einem vorgebbaren bzw. vorgegebenen axialen Abstand von dem in Strömungsrichtung betrachtet vorderen Ende des ringförmigen Kanals entfernt ist. Beispielsweise kann sich das Rohrelement auch über das vordere Ende des ringförmigen Kanals hinaus erstrecken.
  • Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist ein Verschiebemechanismus vorgesehen und dazu eingerichtet, das Stabelement in dem zentralen Kanal in axialer Richtung zu verschieben und/oder das Rohrelement in dem ringförmigen Kanal in axialer Richtung zu verschieben. Durch diesen Verschiebemechanismus kann die Position, bis zu welcher sich das Stabelement in dem zentralen Kanal erstreckt bzw. bis zu welcher sich das Rohrelement in dem ringförmigen Kanal erstreckt, flexibel eingestellt und je nach Bedarf verändert werden. Insbesondere kann die axiale Position des Stabelements bzw. des Rohrelements je nach Betriebsbedingungen des Brenners angepasst werden, so dass das Mischverhalten der Fluide stets optimiert werden können.
  • Vorzugsweise wird das Stabelement und/oder das Rohrelement jeweils in Abhängigkeit von einem Betriebsmodus des Brenners axial verschoben, beispielsweise abhängig davon, ob der Brenner in einem Volllast- oder einem Teillastbetrieb betrieben werden soll. Alternativ oder zusätzlich kann das Stabelement und/oder das Rohrelement bevorzugt jeweils in Abhängigkeit von einem Druck und/oder einer Temperatur der durch die einzelnen Kanäle geströmten Fluide axial verschoben werden.
  • Besonders bevorzugt wird das Stabelement in dem zentralen Kanal in axialer Richtung derart verschoben, um einen Fluidstrom innerhalb des zentralen Kanals in einer vorgegebenen Weise zu beeinflussen. Alternativ oder zusätzlich wird das Rohrelement in dem ringförmigen Kanal in axialer Richtung derart verschoben, um einen Fluidstrom innerhalb des ringförmigen Kanals in einer vorgegebenen Weise zu beeinflussen. Insbesondere können somit die Strömungsdynamik innerhalb der Brennerkanäle und die Brennergeometrie in einer gewünschten Weise gezielt beeinflusst werden und ferner zweckmäßigerweise die Vermischung bzw. Durchmischung der einzelnen Fluide beim Austritt aus dem Brenner. Das Stabelement und/oder das Rohrelement wird somit besonders zweckmäßig derart axial verschoben, um das Mischverhalten und somit die Effizienz der partiellen Oxidationsreaktion und des Brennerbetriebs gezielt in vorgegebener Weise zu beeinflussen und zu verbessern.
  • Ferner lässt sich das Stabelement bzw. das Rohrelement mittels des Verschiebemechanismus zweckmäßigerweise auf konstruktiv einfache und aufwandsarme Weise aus dem zentralen Kanal bzw. dem ringförmigen Kanal entfernen und wieder einsetzen, z.B. bei Beschädigungen oder zu Wartungs-, Reinigungs- oder Reparaturarbeiten. Besonders zweckmäßig kann das Stabelement bzw. das Rohrelement durch den Verschiebemechanismus auch entfernt und durch ein jeweiliges neues Element ausgetauscht werden, beispielsweise mit einem anderen Durchmesser und/oder mit einer anderen profilierten Oberfläche. Beispielsweise kann für unterschiedliche Fluiddrücke und/oder Fluidtemperaturen und ferner beispielsweise für unterschiedliche Lastbetriebe jeweils ein individuelles Stabelement bzw. Rohrelement verwendet werden. Insbesondere kann somit das jeweils optimale Stab- bzw. Rohrelement mit jeweils optimalem Durchmesser und/oder Oberflächenprofil verwendet werden, um das Fluidaustritts- und Mischverhalten jeweils für einen möglichst effizienten Brennerbetrieb auf bestmögliche Weise beeinflussen zu können
  • Vorzugsweise entspricht ein Durchmesser des Stabelements in dem zentralen Kanal wenigstens 25% des Durchmessers des zentralen Kanals, bevorzugt wenigstens 40% des Durchmessers des zentralen Kanals, weiter bevorzugt wenigstens 50% des Durchmessers des zentralen Kanals. Als Durchmesser des Stabelements sei insbesondere ein mittlerer Durchmesser zu verstehen. Beispielsweise kann der Wert des Durchmessers bei einem Stabelement mit profilierter Oberfläche über dessen Umfang variieren. Insbesondere sei daher ein statistischer bzw. arithmetischer Mittelwert als entsprechender Durchmesser des Stabelements an einer bestimmten axialen Position zu verstehen. Entsprechend sei als Durchmesser des zentralen Kanals insbesondere ebenfalls ein mittlerer Durchmesser zu verstehen, insbesondere ein statistischer bzw. arithmetischer Mittelwert an einer bestimmten axialen Position des zentralen Kanals.
  • Der Durchmesser des Stabelements kann über dessen axiale Länge insbesondere konstant sein. Zweckmäßigerweise kann der Durchmesser des Stabelements über dessen axiale Länge auch variieren, beispielsweise gemäß einem vorgegebenen Verlauf bzw. einem vorgegebenen Profil. Besonders zweckmäßig weist somit auch ein Längsschnittumriss des Stabelements eine vorgegebene Form bzw. vorgegebenes Muster auf.
  • Zweckmäßigerweise werden die spezielle Form, der Durchmesser und die axiale Position des Stabelements sowie des Rohrelements jeweils derart gewählt, dass der Brenner, insbesondere die Brennerspitze, nicht durch die Veränderungen des Fluidmischverhaltens, der partiellen Oxidationsreaktion, der Flamme, der Verbrennungszone usw. beschädigt wird.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ferner einen Brenner zum Durchführen einer partiellen Oxidation mit einem zentralen Kanal und wenigstens einem, den zentralen Kanal umgebenden, ringförmigen Kanal, durch welche zum Durchführen der partiellen Oxidation jeweils ein Fluid strömbar ist, wobei zumindest ein axialer Abschnitt einer Wand des zentralen Kanals und/oder zumindest ein axialer Abschnitt einer Wand des wenigstens einen ringförmigen Kanals jeweils profiliert ausgebildet ist. Ein derartiger Brenner weist somit kein Stabelement und kein Rohrelement gemäß obiger Beschreibung auf, sondern profilierte Wände einzelner oder aller Kanäle.
  • Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde erkannt, dass auch durch eine derartige Profilierung von Kanalwänden die Vermischung bzw. Durchmischung der einzelnen Fluide beim Austritt aus dem Brenner beeinflusst und die Effizienz des Brenners erhöht werden kann. Durch die Profilierung können insbesondere die Strömungsdynamik und Brennergeometrie beeinflusst werden und das Strömungsverhalten bzw. der Strömungsverlauf der Fluide in den Kanälen kann verbessert werden. Wirbel bzw. Verwirbelungen können zweckmäßigerweise erzeugt werden und eine Turbulenz der Fluidströme kann erhöht werden. Die Geometrie des Brenners bzw. der einzelnen Kanäle relativ zueinander kann verändert werden und das Verhältnis der Durchmesser der einzelnen Kanäle zueinander kann beeinflusst werden. Beispielsweise können die Scherfläche zwischen den Fluidströmen und das Verhältnis der Fluidgeschwindigkeiten beeinflusst werden.
  • Wie auch mit Hilfe des Stabelements und des Rohrelements kann durch die auf diese Weise beeinflusste Strömungsdynamik und Brennergeometrie zweckmäßigerweise das Verhalten der einzelnen Fluidströme beim Austritt aus dem Brenner verändert werden und somit die Art und Weise, wie sich die Fluide für die partielle Oxidation vermischen, so dass die Effizienz des Brenners erhöht werden kann. Die benötigte Brennstoffmenge und die Kosten für den Brennerbetrieb können verringert werden. Länge und/oder Größe des Reaktors können reduziert werden. Ferner kann der Brenner durch die Profilierung der Kanaloberflächen in Teillast betrieben werden, beispielsweise bei maximal 70% des Volllastbetriebs. Ferner bedarf es durch die Profilierung keiner Einschränkungen bezüglich der durch die einzelnen Kanäle geleiteten Fluide. Temperaturen der Fluide und der Druck im Reaktor können zweckmäßig je nach Bedarf gewählt werden.
  • Die jeweiligen Kanalwände können besonders zweckmäßig entsprechend obiger Erläuterungen bezüglich des Stabelements und des Rohrelements profiliert sein. Bevorzugt kann ein Querschnittsumriss der jeweiligen Kanalwand zumindest in dem jeweiligen axialen Abschnitt in Umfangsrichtung betrachtet abwechselnd radial nach außen verlaufende Ausbuchtungen und radial nach innen verlaufende Einbuchtungen aufweisen. Bevorzugt kann eine Oberfläche der jeweiligen Kanalwand zumindest in dem jeweiligen axialen Abschnitt in axialer Richtung verlaufende Rillen aufweisen. Bevorzugt kann die Oberfläche der jeweiligen Kanalwand zumindest in dem jeweiligen axialen Abschnitt ein in Umfangsrichtung verdrehtes Profil aufweisen. Besonders bevorzugt ist die Oberfläche der jeweiligen Kanalwand derart profiliert, dass ein Fluid in Strömungsrichtung insbesondere kontinuierlich beschleunigt wird.
  • Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
  • Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
    • Figur 1
    zeigt bevorzugte Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßen Brenners in einer schematischen Schnittansicht.
    Figur 2
    zeigt bevorzugte Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßen Brenners jeweils in einer schematischen Querschnittsansicht.
    Figur 3
    zeigt bevorzugte Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßen Brenners jeweils in einer schematischen Querschnittsansicht.
    Ausführungsform(en) der Erfindung
  • Figur 1a zeigt in einer schematischen Schnittansicht eine bevorzugte Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Brenners 100 zum Durchführen einer partiellen Oxidation.
  • Der Brenner 100 ist als ein Mehrkanalbrenner ausgestaltet und umfasst einen zentralen Kanal 110 und einen, diesen zentralen Kanal 110 umgebenden, ringförmigen Kanal 120. Es versteht sich, dass der Brenner noch weitere ringförmige Kanäle aufweisen kann, welche den zentralen Kanal 110 und den ringförmigen Kanal 120 konzentrisch umgeben können.
  • In einer Wand 102 des Brenners 100 kann beispielsweise ein Kühlkanal 130 für ein Kühlmittel zum Kühlen des Brenners 100 vorgesehen sein. Ein Kühlfluideinlass 131 kann beispielsweise mit einer Kühlmittelzufuhr verbunden werden, so dass kontinuierlich ein Kühlfluid, z.B. Wasser, von dem Kühlfluideinlass 131 durch den Kühlkanal 130 zu einem Kühlfluidauslass 132 geströmt werden kann. Beispielsweise kann diese Wand 102 des Brenners 100, in welcher der Kühlkanal 130 vorgesehen ist, einer Wand 123 des ringförmigen Kanals 120 entsprechen. Alternativ oder zusätzlich kann der Brenner 100 beispielsweise auch eine Kühlwendel als Kühlvorrichtung aufweisen. Ferner ist es ebenso denkbar, dass der Brenner 100 ungekühlt sein kann und keine Kühlvorrichtung aufweist.
  • Durch die Kanäle 110, 120 kann jeweils ein Fluid zum Durchführen der partiellen Oxidation geströmt werden. Zu diesem Zweck können die beiden Kanäle 110, 120 jeweils über einen entsprechenden Fluideinlass bzw. Fluidanschluss 111, 121 mit einer entsprechenden Fluidzufuhr verbunden werden, so dass jeweils ein entsprechendes Fluid von dem Fluideinlass 111 bzw. 121 zu einem Fluidauslass 112 bzw. 122 in einer Brennerspitze 101 strömen kann. An einem dem Fluidauslass 112 bzw. 122 entgegengesetzten Ende des zentralen bzw. ringförmigen Kanals 110 bzw. 120 ist jeweils beispielsweise ein verschließbarer Flanschanschluss 115, 125 vorgesehen.
  • Durch diese Fluidauslässe 112 und 122 werden die jeweiligen Fluide aus dem Brenner emittiert, um im Zuge einer partiellen Oxidation ein Synthesegas in Form eines Gemischs aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff zu erzeugen. In der kegelstumpfförmigen Brennerspitze 101 verläuft der ringförmige Kanal 120 unter einem vorgegebenen Neigungs- bzw. Auslasswinkel auf den zentralen Kanal 110 zu, so dass das jeweilig Fluid aus dem Fluidauslass 122 unter diesem entsprechenden Neigungs- bzw. Auslasswinkel relativ zu dem Fluidstrom aus dem Fluidauslass 112 des zentralen Kanals 110 emittiert wird.
  • Besonders zweckmäßig kann flexibel vorgegeben werden, welches konkrete Fluid durch welchen konkreten Kanal geströmt wird, beispielsweise abhängig von einem Betriebsmodus, in welchem der Brenner 100 betrieben werden soll. Die Fluideinlässe bzw. Fluidanschlüsse 111, 121 der Kanäle 110, 120 können zu diesem Zweck flexibel mit einer entsprechenden Fluidzufuhr verbunden werden. Beispielsweise kann durch den zentralen Kanal 110 ein Oxidationsmittel in Form eines sauerstoffhaltigen Gases geleitet werden, z.B. Sauerstsoff oder Luft oder ein Luft-Sauerstoff-Gemisch. Durch den ringförmigen Kanal 120 kann beispielsweise ein vorgewärmter, kohlenwasserstoffhaltiger Brennstoff geleitet werden, z.B. Erdgas. Zu diesem Zweck kann der zentrale Kanal 110 über seinen Fluideinlass bzw. Fluidanschluss 111 beispielsweise mit einer Oxidationsmittelzufuhr verbunden werden und der ringförmige Kanal 120 über den Fluideinlass bzw. Fluidanschluss 121 beispielsweise mit einer Brennstoffzufuhr. Ferner können der zugeführte Brennstoff und/oder das zugeführte sauerstoffhaltige Gas jeweils einen Moderator z.B. in Form von Wasserdampf enthalten, um ein Verhältnis zwischen Wasserstoff und Kohlenmonoxyd in dem erzeugten Synthesegas zu regulieren und/oder um im Falle eines Fehlers bzw. einer Störung automatisch eine Spülung des Brenners 100 durchzuführen.
  • Eine Effizienz der partiellen Oxidationsreaktion und somit des Brennerbetriebs hängt von der Art und Weise ab, wie sich die Fluide nach dem Austritt aus dem jeweiligen Fluidauslass 112, 122 miteinander vermischen. Um dieses Mischverhalten bzw. diese Vermischung oder Durchmischung der einzelnen Fluide beim Brenneraustritt zu beeinflussen und zu optimieren, ist in dem zentralen Kanal 110 ein Stabelement 140 angeordnet, welches sich zumindest entlang eines Teils einer axialen Länge des zentralen Kanals 110 erstreckt. Dieses Stabelement 140 ist derart angeordnet, dass zwischen dem Stabelement 140 bzw. zwischen dessen Oberfläche 141 und einer Wand 113 des zentralen Kanals 110 bzw. einer inneren Fläche dieser Kanalwand 113 ein ringförmiger oder zumindest im Wesentlichen ringförmiger Kanal 142 gebildet wird.
  • Durch das Stabelement 140 werden eine Strömungsdynamik und eine Brennergeometrie beeinflusst, insbesondere derart, dass das Verhalten der einzelnen Fluidströme beim Austritt aus dem Brenner verbessert und um somit die Brennereffizienz erhöht wird. Beispielsweise können durch das Stabelement 140 eine für die partielle Oxidation benötigte Menge an Brennstoff verringert werden sowie eine Verkürzung der Brennerflamme und eine homogenere Gaszusammensetzung stromabwärts der Verbrennungszone erreicht werden. Kosten für den Betrieb des Brenners 100 sowie benötigte Brennstoffmengen können reduziert werden.
  • Das Stabelement 140 ist in dem zentralen Kanal 110 bis zu einer Position angeordnet, die in einem vorgebbaren bzw. vorgegebenen axialen Abstand von dem vorderen Ende bzw. von dem Fluidauslass 112 des zentralen Kanals 110 entfernt ist. Diese Position, bis zu welcher sich das Stabelement 140 erstreckt, ist insbesondere derart vorgegeben, um strömungsdynamische Bedingungen und somit den Fluidstrom innerhalb des zentralen Kanals 110 in einer gewünschten Weise zu beeinflussen. Ferner ist es auch denkbar, dass sich das Stabelement 140 über den Fluidauslass 112 hinaus erstreckt.
  • Mittels eines Verschiebemechanismus 160 kann das Stabelement 140 in dem zentralen Kanal 110 axial verschoben werden. Somit kann diese axiale Position, bis zu welcher das Stabelement 140 angeordnet ist, mittels des Verschiebemechanismus 160 flexibel variiert werden und beispielsweise abhängig von dem aktuellen Betriebsmodus des Brenners eingestellt werden, z.B. abhängig von aktuellen Drücken und Temperaturen der einzelnen Fluide. Ferner kann das Stabelement 140 mittels des Verschiebemechanismus 160 durch den Flanschanschluss 115 auch aus dem zentralen Kanal 110 entfernt werden, beispielsweise zu Wartungs- oder Reparaturarbeiten, oder um das Stabelement 140 gegen ein anderes Stabelement 140 auszutauschen.
  • Zur Verbesserung der Strömungsdynamik, Brennergeometrie und Brennereffizienz kann alternativ oder zusätzlich zu dem Stabelement 140 in dem zentralen Kanal ferner ein Rohrelement in dem ringförmigen Kanal vorgesehen sein, wie nachfolgend in Bezug auf Figur 1b erläutert werden soll, wobei identische Bezugszeichen in den Figuren 1a und 1b jeweils gleiche oder baugleiche Elemente bezeichnen.
  • Figur 1b zeigt den Brenner 100 aus Figur 1a gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung. In dem den zentralen Kanal 110 umgebenden, ringförmigen Kanal 120 ist ein sich zumindest entlang eines Teils einer axialen Länge des ringförmigen Kanals 120 erstreckendes Rohrelement 150 angeordnet. Durch das Rohrelement 150 wird der ringförmige Kanal 120 entlang einer axialen Länge des Rohrelements 150 in zwei ringförmige oder zumindest im Wesentlichen ringförmige Kanäle bzw. Teilkanäle 151 und 152 unterteilt.
  • Ein erster ringförmiger Teilkanal 151 erstreckt sich zwischen einer äußeren (Ober-) Fläche der Wand 113 des zentralen Kanals 110 und einer inneren (Ober-) Fläche 153 der Wand des Rohrelements 150. Ein zweiter ringförmiger Teilkanal 152 erstreckt sich insbesondere zwischen einer äußeren (Ober-) Fläche 154 der Wand des Rohrelements 150 und einer inneren (Ober-) Fläche einer Wand 123 des ringförmigen Kanals 120.
  • Wie auch durch das Stabelement 140 werden durch das Rohrelement 150 eine Strömungsdynamik und eine Brennergeometrie insbesondere derart beeinflusst, dass das Verhalten der einzelnen Fluidströme beim Austritt aus dem Brenner 100 verbessert und um somit die Brennereffizienz erhöht wird. Beispielsweise kann die für die partielle Oxidation benötigte Menge an Brennstoff verringert werden und es können eine Verkürzung der Brennerflamme und eine homogenere Gaszusammensetzung stromabwärts der Verbrennungszone erreicht werden. Kosten und benötigte Brennstoffmengen können reduziert werden.
  • Wie in Figur 1b gezeigt, kann das Rohrelement 150 in dem ringförmigen Kanal 120 von einem in Strömungsrichtung betrachtet vorderen Ende 122 bzw. dem Fluidauslass 122 des ringförmigen Kanals 120 bis zu einer Position angeordnet sein, die in einem vorgebbaren axialen Abstand von einem in Strömungsrichtung betrachtet hinteren Ende des ringförmigen Kanal 120 entfernt ist. Zu diesem Zweck kann das Rohrelement 150 über eine geeignete Aufhängung 155 an dem zentralen Kanal 110 bzw. an der Wand 113 des zentralen Kanals 110 befestigt sein. Alternativ oder zusätzlich kann das Rohrelement 150 über eine entsprechende Aufhängung 156 beispielsweise an dem Flanschanschluss 125 befestigt sein.
  • Alternativ kann das Rohrelement 150 in dem ringförmigen Kanal 120 auch wenigstens von dem Fluidanschluss 121 zum Zuführen des jeweiligen Fluids in den ringförmigen Kanal 120 bis zu einer Position angeordnet sein, die in einem vorgebbaren axialen Abstand von dem vorderen Ende 122 des ringförmigen Kanal 120 entfernt ist.
  • Der Verschiebemechanismus 160 kann ferner dazu eingerichtet sein, das Rohrelement 150 in dem ringförmigen Kanal 110 axial zu verschieben, z.B. abhängig von aktuellen Drücken und Temperaturen der einzelnen Fluide. Ferner kann das Rohrelement 150 durch den Verschiebemechanismus 160 zweckmäßigerweise auch durch den Flanschanschluss 125 aus dem ringförmigen Kanal 120 entfernt werden, beispielsweise zu Wartungs- oder Reparaturarbeiten oder zum Austausch gegen ein anderes Rohrelement 150.
  • Das Stabelement 140 ist insbesondere stab-, zylinder- bzw. rohrförmig ausgebildet und kann eine runde oder zumindest im Wesentlichen runde Querschnittsfläche aufweisen. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung kann das Stabelement 140 eine profilierte Oberfläche aufweisen, zumindest entlang eines axialen Abschnitts oder auch entlang der gesamten axialen Länge. In diesem axialen Abschnitt weist ein Querschnittsumriss bzw. eine Querschnittskontur besonders zweckmäßig eine vorgegebene Form bzw. ein vorgegebenes Muster auf. Insbesondere ist die Oberfläche des Stabelements 140 dabei derart profiliert, dass das Fluid in dem ringförmigen Kanal 142 zwischen dem Stabelement 140 und der Wand 113 des zentralen Kanals 110 in Strömungsrichtung beschleunigt wird.
  • Entsprechend dem Stabelement 140 kann auch das Rohrelement 150 eine runde oder zumindest im Wesentlichen runde Querschnittsfläche aufweisen oder auch eine profilierte Oberfläche zumindest entlang eines axialen Abschnitts. In diesem axialen Abschnitt können ein Querschnittsumriss bzw. eine Querschnittskontur des Rohrelements 150 zweckmäßigerweise eine vorgegebene Form bzw. ein vorgegebenes Muster aufweisen. Beispielsweise kann die in radialer Richtung betrachtet innere Oberfläche 153 und/oder die in radialer Richtung betrachtet äußere Oberfläche 154 der Wand des Rohrelements 150 entsprechend profiliert sein. Die jeweilige Oberfläche kann derart profiliert sein, dass das entlang dieser Oberfläche strömende Fluid in Strömungsrichtung beschleunigt wird.
  • Ferner kann auch die Wand 113 des zentralen Kanals 110 und/oder die Wand 123 des ringförmigen Kanals 120 eine profiliert ausgebildet sein, wie nachfolgend anhand von Figur 2 erläutert werden soll.
  • In den Figuren 2a bis 2e ist jeweils eine bevorzugte Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Brenners in einer schematischen Querschnittsansicht dargestellt. Die in den Figuren 2a bis 2e dargestellten Brenner können jeweils baugleich oder zumindest im Wesentliche baugleich zu dem in Figur 1a gezeigten Brenner 100 ausgebildet sein.
  • Der in Figur 2a dargestellte Brenner 100a weist einen zentralen Kanal 110a und einen ringförmigen Kanal 120a auf. In dem zentralen Kanal ist ein Stabelement 140a mit einer profilierten Oberfläche 141a angeordnet.
  • Wie in der Querschnittsansicht von Figur 2a zu erkennen ist, ist die Oberfläche 141a derart profiliert, dass der Querschnittsumriss des Stabelements 140a in Umfangsrichtung betrachtet abwechselnd radial nach außen verlaufende Ausbuchtungen und radial nach innen verlaufende Einbuchtungen aufweist. Durch diese Aus- und Einbuchtungen werden auf der Oberfläche 141a des Stabelements 140a insbesondere in axialer Richtung verlaufende Rillen gebildet. Zweckmäßigerweise kann das in dem zentralen Kanal 110a strömende Fluid durch diese Oberflächenform des Stabelements 140a in Strömungsrichtung kontinuierlich beschleunigt werden.
  • Ferner ist es auch denkbar, dass die Aus- und Einbuchtungen axial nicht geradlinig verlaufen, sondern über die axiale Länge des Stabelements 410a in Umfangsrichtung verdreht, verdrillt bzw. verdrallt sind, so dass das Stabelement 410a ein in Umfangsrichtung verdrehtes Profil aufweist.
  • Eine Wand 113a des zentralen Kanals 110a sowie eine Wand 123a des ringförmigen Kanals 120a sind in dem Beispiel von Figur 2a jeweils rund oder zumindest im Wesentlichen rund ausgebildet.
  • Ferner kann in dem ringförmigen Kanals 120a auch ein Rohrelement vorgesehen sein, dessen innere und äußere Oberfläche jeweils entsprechend der Oberfläche 141a des Stabelements 140a profiliert ist.
  • Auch der in Figur 2b dargestellte Brenner 100b weist einen zentralen Kanal 110b mit einem Stabelement 140b und einen ringförmigen Kanal 120b auf. Die Oberfläche 141b dieses Stabelements 140b ist entsprechend dem in Figur 2a gezeigten Stabelement 140a profiliert, mit in Umfangsrichtung abwechselnd angeordneten radialen Ausbuchtungen und Einbuchtungen.
  • In dem Beispiel von Figur 2b ist auch die Wand 113b des zentralen Kanals 110b profiliert. Beispielsweise entspricht eine Form eines Querschnittsumrisses der profilierten Oberfläche 141b des Stabelements 140b einer Form eines Querschnittsumrisses dieser profilierten Wand 113b des zentralen Kanals 110b. Somit weist auch die Kanalwand 113b in ihrem Querschnittsumriss abwechselnd in Umfangsrichtung angeordnete radial nach außen verlaufende Ausbuchtungen und radial nach innen verlaufende Einbuchtungen auf. Die Kanalwand 123b des ringförmigen Kanals 120b ist in diesem Beispiel rund und nicht profiliert ausgebildet.
  • Beispielwiese kann ferner ein Rohrelement in dem ringförmigen Kanals 120b mit einer profilierten Oberfläche vorgesehen sein, wobei eine Form dieser profilierten Oberfläche den Formen der Oberflächen 141b und 113b des Stabelements 140b bzw. des zentralen Kanals 110b entspricht, zumindest im Wesentlichen.
  • In dem in Figur 2c gezeigten Brenner 100c ist auch die Kanalwand 123c des ringförmigen Kanals 120c profiliert ausgebildet. Ein Stabelement 140c des Brenners 100c weist eine profilierte Oberfläche 141c entsprechend den Stabelementen 140a und 140b der Figuren 2a und 2b auf. Eine Wand 113c eines ersten Kanals 110c ist entsprechend der Kanalwand 113b aus Figur 2b profiliert ausgebildet. Die Formen und Ausrichtungen der Profile der Kanalwände 113c und 123c sowie der Oberfläche 141c des Stabelements 140c entsprechend einander dabei, zumindest im Wesentlichen.
  • Auch in diesem Fall kann ferner ein Rohrelement in dem ringförmigen Kanal 120c mit profilierter Oberfläche vorgesehen sein, so dass die Formen der Oberfläche dieses Rohrelements sowie der Oberflächen 141c, 113c und 123c von Stabelement 140c, zentralem Kanal 110c und ringförmigen Kanal 120c einander entsprechen, zumindest im Wesentlichen.
  • Auch Figur 2d zeigt einen Brenner 100d, wobei eine Kanalwand 113d eines ersten Kanals 110d und eine Kanalwand 123d eines ringförmigen Kanals 120d jeweils profiliert ausgebildet sind und wobei ein Stabelement 140d eine profilierte Oberfläche 141d aufweist. Formen und Ausrichtungen dieser Profile der Kanalwände 113d, 123d sowie der Stabelementoberfläche 141d sind in diesem Beispiel teilweise unterschiedlich.
  • Die Form des Profils der Kanalwand 123d des ringförmigen Kanals 120d entspricht zwar, zumindest im Wesentlichen, der Form des Profils der Oberfläche 141d des Stabelements 140d, jedoch sind die Ausrichtungen dieser Profile unterschiedlich. Beispielsweise sind diese Profile in Umfangsrichtung relativ zueinander verdreht.
  • Das Profil der Kanalwand 113d des zentralen Kanals 110d unterscheidet sich von den Profilen der Kanalwand 123d und der Staboberfläche 141d. Beispielsweise weist das Profil dieser Kanalwand 113d eine geringere Anzahl an radialen Aus- und Einbuchtungen auf.
  • Die speziellen Formen und Ausrichtungen sowie die Anzahl der einzelne Profile der Kanalwände und der Staboberfläche können insbesondere abhängig von den durch die einzelnen Kanäle geleiteten Fluiden sowie von deren speziellen Eigenschaften gewählt werden, so dass das Mischverhalten der Fluide in bestmöglicher Weise beeinflusst und die Brennereffizienz bestmöglich verbessert werden kann.
  • Ferner kann auch in diesem Fall ein Rohrelement in dem ringförmigen Kanal 120c mit einer individuellen profilierten Oberfläche vorgesehen sein.
  • Bei dem in Figur 2e dargestellte Brenner 100e weisen beispielsweise weder die Kanalwände noch das Stabelement profilierte Oberflächen auf. Die Wand 113e des zentralen Kanals 110e sowie die Wand 123e des ringförmigen Kanals 120e sind jeweils rund oder zumindest im Wesentlichen rund ausgebildet. Das Stabelement 140e kann als fester, solider Stab oder als Hohlzylinder ausgebildet sein, wobei die Oberfläche 141e des Stabelement 140e einen kreisförmigen oder zumindest im Wesentlichen kreisförmigen Querschnittsumriss aufweist. Die Größe und Position des Stabelements 140e können zweckmäßigerweise derart gewählt werden, dass die Strömungsdynamik innerhalb des Brenners 100e und das Mischverhalten der Fluide zweckmäßig beeinflusst und verbessert werden.
  • In den Figuren 3a bis 3c ist jeweils eine bevorzugte Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Brenners in einer schematischen Querschnittsansicht dargestellt. In einem derartigen Brenner ist kein Stabelement vorgesehen, jedoch sind die Wände eines Kanals oder mehrere Kanäle profiliert ausgebildet.
  • Wie in Figur 3a gezeigt, kann ein derartiger Brenner 200a einen zentralen Kanal 210a und einen ringförmigen Kanal 220a aufweisen, wobei eine Wand 213a des zentralen Kanals 210a profiliert ist. Beispielsweise kann die Kanalwand 213a wie obig erläutert in ihrem Querschnittsumriss abwechselnd in Umfangsrichtung angeordnete radial nach außen verlaufende Ausbuchtungen und radial nach innen verlaufende Einbuchtungen aufweisen. Diese Aus- und Einbuchtungen können in axialer Richtung geradlinig verlaufen oder über die axiale Länge des Kanals 210a in Umfangsrichtung verdreht sein. Die Kanalwand 223a des ringförmigen Kanals 220a ist in diesem Beispiel rund und nicht profiliert ausgebildet.
  • Wie in Figur 3b gezeigt, können in dem Brenner 200b sowohl die Wand 213a des zentralen Kanals 210b als auch die Wand 223b des ringförmigen Kanals 220b profiliert ausgebildet sein. Die Formen und Ausrichtungen der Profile der Kanalwände 213b und 223b entsprechend einander dabei, zumindest im Wesentlichen.
  • Auch bei dem in Figur 3c gezeigten Brenner 200c sind die Kanalwand 213c des zentralen Kanals 210c und die Kanalwand 223b des ringförmigen Kanals 220c jeweils profiliert ausgebildet. Formen und Ausrichtungen dieser Profile der Kanalwände 213c und 223c sind in diesem Beispiel unterschiedlich. Beispielsweise weist das Profil der Kanalwand 213c eine geringere Anzahl an radialen Aus- und Einbuchtungen auf als das Profil der Kanalwand 223c.
  • Auch durch die Profilierung der Kanalwände können die Strömungsdynamik, die Brennergeometrie und das Mischverhalten bzw. Durchmischen der Fluide nach dem Brenneraustritt beeinflusst und somit die Effizienz der partiellen Oxidationsreaktion und des Brennerbetriebs verbessert werden. Die benötigte Brennstoffmenge und die Betriebskosten des Brenners können reduziert werden.
    • Bezugszeichenliste
    • 100
    Brenner zur partiellen Oxidation
    101
    Brennerspitze
    102
    Wand des Brenners
    110
    zentraler Kanal
    111
    Fluideinlass
    112
    Fluidauslass
    113
    Wand des zentralen Kanals
    115
    Flanschanschluss
    120
    ringförmiger Kanal
    121
    Fluideinlass
    122
    Fluidauslass
    123
    Wand des ringförmigen Kanals
    125
    Flanschanschluss
    130
    Kühlkanal
    131
    Kühlfluideinlass
    132
    Kühlfluidauslass
    140
    Stabelement
    141
    Oberfläche des Stabelements
    142
    ringförmiger Kanal zwischen Stabelement und Wand des zentralen Kanals
    150
    Rohrelement
    151
    ringförmiger Teilkanal
    152
    ringförmiger Teilkanal
    153
    innere Oberfläche der Wand des Rohrelements
    154
    äußere Oberfläche der Wand des Rohrelements
    155
    Aufhängung
    156
    Aufhängung
    160
    Verschiebemechanismus
    100a
    Brenner zur partiellen Oxidation
    110a
    zentraler Kanal
    113a
    Wand des zentralen Kanals
    120a
    ringförmiger Kanal
    123a
    Wand des ringförmigen Kanals
    140a
    Stabelement
    140b
    Oberfläche des Stabelements
    100b
    Brenner zur partiellen Oxidation
    110b
    zentraler Kanal
    113b
    Wand des zentralen Kanals
    120b
    ringförmiger Kanal
    123b
    Wand des ringförmigen Kanals
    140b
    Stabelement
    140b
    Oberfläche des Stabelements
    100c
    Brenner zur partiellen Oxidation
    110c
    zentraler Kanal
    113c
    Wand des zentralen Kanals
    120c
    ringförmiger Kanal
    123c
    Wand des ringförmigen Kanals
    140c
    Stabelement
    140c
    Oberfläche des Stabelements
    100d
    Brenner zur partiellen Oxidation
    110d
    zentraler Kanal
    113d
    Wand des zentralen Kanals
    120d
    ringförmiger Kanal
    123d
    Wand des ringförmigen Kanals
    140d
    Stabelement
    140d
    Oberfläche des Stabelements
    100e
    Brenner zur partiellen Oxidation
    110e
    zentraler Kanal
    113e
    Wand des zentralen Kanals
    120e
    ringförmiger Kanal
    123e
    Wand des ringförmigen Kanals
    140e
    Stabelement
    140e
    Oberfläche des Stabelements
    200a
    Brenner zur partiellen Oxidation
    210a
    zentraler Kanal
    213a
    Wand des zentralen Kanals
    220a
    ringförmiger Kanal
    223a
    Wand des ringförmigen Kanals
    200b
    Brenner zur partiellen Oxidation
    210b
    zentraler Kanal
    213b
    Wand des zentralen Kanals
    220b
    ringförmiger Kanal
    223b
    Wand des ringförmigen Kanals
    200b
    Brenner zur partiellen Oxidation
    210b
    zentraler Kanal
    213b
    Wand des zentralen Kanals
    220b
    ringförmiger Kanal
    223b
    Wand des ringförmigen Kanals

Claims (15)

  1. Brenner (100, 100a, 100b, 100c, 100d, 100e) zum Durchführen einer partiellen Oxidation mit einem zentralen Kanal (110, 110a, 110b, 110c, 110d, 110e) und wenigstens einem, den zentralen Kanal (110, 110a, 110b, 110c, 110d, 110e) umgebenden, ringförmigen Kanal (120, 120a, 120b, 120c, 120d, 120e), durch welche zum Durchführen der partiellen Oxidation jeweils ein Fluid strömbar ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    in dem zentralen Kanal (110, 110a, 110b, 110c, 110d, 110e) ein sich zumindest entlang eines Teils einer axialen Länge des zentralen Kanals (110, 110a, 110b, 110c, 110d, 110e) erstreckendes Stabelement (140, 140a, 140b, 140c, 140d, 140e) derart angeordnet ist, dass zwischen dem Stabelement (140, 140a, 140b, 140c, 140d, 140e) und einer Wand (113, 113a, 113b, 113c, 113d, 113e) des zentralen Kanals (110, 110a, 110b, 110c, 110d, 110e) ein weiterer ringförmiger oder zumindest im Wesentlichen ringförmiger Kanal (142) gebildet wird, und/oder
    in dem den zentralen Kanal (110, 110a, 110b, 110c, 110d, 110e) umgebenden, ringförmigen Kanal (120, 120a, 120b, 120c, 120d, 120e) ein sich zumindest entlang eines Teils einer axialen Länge des ringförmigen Kanals (120, 120a, 120b, 120c, 120d, 120e) erstreckendes Rohrelement (150) derart angeordnet ist, dass der ringförmige Kanal (120, 120a, 120b, 120c, 120d, 120e) entlang einer axialen Länge des Rohrelements (150) in zwei ringförmige oder zumindest im Wesentlichen ringförmige Kanäle (151, 152) unterteilt wird.
  2. Brenner (100, 100a, 100b, 100c, 100d) nach Anspruch 1, wobei zumindest ein erster axialer Abschnitt des Stabelements (140, 140a, 140b, 140c, 140d) eine profilierte Oberfläche (141a, 141b, 141c, 141d) aufweist und/oder wobei zumindest ein zweiter axialer Abschnitt des Rohrelements (150) eine profilierte Oberfläche aufweist.
  3. Brenner (100, 100a, 100b, 100c, 100d) nach Anspruch 2, wobei die Oberfläche (141a, 141b, 141c, 141d) des Stabelements (140, 140a, 140b, 140c, 140d) zumindest in dem ersten axialen Abschnitt derart profiliert ist, dass ein zwischen dem Stabelement (140, 140a, 140b, 140c, 140d) und der Wand (113, 113a, 113b, 113c, 113d) des zentralen Kanals (110, 110a, 110b, 110c, 110d) strömendes Fluid in Strömungsrichtung insbesondere kontinuierlich beschleunigt wird und/oder wobei die Oberfläche des Rohrelements (150) zumindest in dem zweiten axialen Abschnitt derart profiliert ist, dass ein entlang dieser Oberfläche des Rohrelements (150) strömendes Fluid in Strömungsrichtung insbesondere kontinuierlich beschleunigt wird.
  4. Brenner (100, 100a, 100b, 100c, 100d) nach Anspruch 2 oder 3, wobei zumindest in dem ersten axialen Abschnitt ein Querschnittsumriss des Stabelements (140a, 140b, 140c, 140d) in Umfangsrichtung betrachtet abwechselnd radial nach außen verlaufende Ausbuchtungen und radial nach innen verlaufende Einbuchtungen aufweist und/oder wobei zumindest in dem axialen Abschnitt die profilierte Oberfläche (141a, 141b, 141c, 141d) des Stabelements (140a, 140b, 140c, 140d) in axialer Richtung verlaufende Rillen aufweist und/oder wobei die Oberfläche (141a, 141b, 141c, 141d) des Stabelements (140, 140a, 140b, 140c, 140d) zumindest in dem axialen Abschnitt ein in Umfangsrichtung verdrehtes Profil aufweist.
  5. Brenner (100, 100a, 100b, 100c, 100d) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei zumindest in dem zweiten axialen Abschnitt ein Querschnittsumriss des Rohrelements (150) in Umfangsrichtung betrachtet abwechselnd radial nach außen verlaufende Ausbuchtungen und radial nach innen verlaufende Einbuchtungen aufweist und/oder wobei zumindest in dem zweiten axialen Abschnitt die profilierte Oberfläche des Rohrelements (150) in axialer Richtung verlaufende Rillen aufweist und/oder wobei die Oberfläche des Rohrelements (150) zumindest in dem zweiten axialen Abschnitt ein in Umfangsrichtung verdrehtes Profil aufweist.
  6. Brenner (100, 100a, 100b, 100c, 100d) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei zumindest ein axialer Abschnitt einer Wand (113b, 113c, 113d) des zentralen Kanals (110b, 110c, 110d) und/oder zumindest ein axialer Abschnitt einer Wand (123c, 123d) des wenigstens einen ringförmigen Kanals (120c, 120d) jeweils profiliert ausgebildet ist.
  7. Brenner (100, 100a, 100b, 100c, 100d) nach Anspruch 6, soweit rückbezogen auf einen der Ansprüche 2 bis 5, wobei eine Form eines Querschnittsumrisses der profilierten Oberfläche (141a, 141b, 141c, 141d) des Stabelements (140a, 140b, 140c, 140d) und/oder eine Form eines Querschnittsumrisses der profilierten Oberfläche des Rohrelements (150) und/oder eine Form eines Querschnittsumrisses der profilierten Wand (113b, 113c, 113d) des zentralen Kanals (110b, 110c, 110d) und/oder eine Form eines Querschnittsumrisses der profilierten Wand (123c, 123d) des wenigstens einen ringförmigen Kanals (120c, 120d) einander entsprechend oder zumindest im Wesentlichen einander entsprechen.
  8. Brenner (100, 100a, 100b, 100c, 100d, 100e) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Stabelement (140, 140a, 140b, 140c, 140d, 140e) in dem zentralen Kanal (110, 110a, 110b, 110c, 110d, 110e) wenigstens von einem in Strömungsrichtung betrachtet hinteren Ende des zentralen Kanals (110, 110a, 110b, 110c, 110d, 110e) bis zu einer Position angeordnet ist, die in einem vorgebbaren axialen Abstand von einem in Strömungsrichtung betrachtet vorderen Ende (112) des zentralen Kanals (110, 110a, 110b, 110c, 110d, 110e) entfernt ist, und/oder wobei das Stabelement (140, 140a, 140b, 140c, 140d, 140e) in dem zentralen Kanal (110, 110a, 110b, 110c, 110d, 110e) wenigstens von einem Fluidanschluss (111) zum Zuführen eines Fluids in den zentralen Kanal (110, 110a, 110b, 110c, 110d, 110e) bis zu einer Position angeordnet ist, die in einem vorgebbaren axialen Abstand von einem in Strömungsrichtung betrachtet vorderen Ende (112) des zentralen Kanals (110, 110a, 110b, 110c, 110d, 110e) entfernt ist.
  9. Brenner (100, 100a, 100b, 100c, 100d, 100e) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Rohrelement (150) in dem ringförmigen Kanal (120, 120a, 120b, 120c, 120d, 120e) wenigstens von einem in Strömungsrichtung betrachtet vorderen Ende (122) des ringförmigen Kanals (120, 120a, 120b, 120c, 120d, 120e) bis zu einer Position angeordnet ist, die in einem vorgebbaren axialen Abstand von einem in Strömungsrichtung betrachtet hinteren Ende des ringförmigen Kanal (120, 120a, 120b, 120c, 120d, 120e) entfernt ist, und/oder wobei das Rohrelement (150) in dem ringförmigen Kanal (120, 120a, 120b, 120c, 120d, 120e) wenigstens von einem Fluidanschluss (121) zum Zuführen eines Fluids in den ringförmigen Kanal (120, 120a, 120b, 120c, 120d, 120e) bis zu einer Position angeordnet ist, die in einem vorgebbaren axialen Abstand von einem in Strömungsrichtung betrachtet vorderen Ende (122) des ringförmigen Kanal (120, 120a, 120b, 120c, 120d, 120e) entfernt ist.
  10. Brenner (100, 100a, 100b, 100c, 100d, 100e) nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner aufweisend einen Verschiebemechanismus (160), der dazu eingerichtet ist, das Stabelement (140, 140a, 140b, 140c, 140d, 140e) in dem zentralen Kanal (110, 110a, 110b, 110c, 110d, 110e) in axialer Richtung zu verschieben und/oder das Rohrelement (150) in dem ringförmigen Kanal (120, 120a, 120b, 120c, 120d, 120e) in axialer Richtung zu verschieben.
  11. Brenner (100, 100a, 100b, 100c, 100d, 100e) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein Durchmesser des Stabelements (140, 140a, 140b, 140c, 140d, 140e) in dem zentralen Kanal (110, 110a, 110b, 110c, 110d, 110e) wenigstens 25% des Durchmessers des zentralen Kanals (110, 110a, 110b, 110c, 110d, 110e) entspricht, insbesondere wenigstens 40% des Durchmessers des zentralen Kanals (110, 110a, 110b, 110c, 110d, 110e), ferner insbesondere wenigstens 50% des Durchmessers des zentralen Kanals (110, 110a, 110b, 110c, 110d, 110e).
  12. Brenner (200a, 200b, 200c) zum Durchführen einer partiellen Oxidation mit einem zentralen Kanal (210a, 210b, 210c) und wenigstens einem, den zentralen Kanal (210a, 210b, 210c) umgebenden, ringförmigen Kanal (220a, 220b, 220c), durch welche zum Durchführen der partiellen Oxidation jeweils ein Fluid strömbar ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    zumindest ein axialer Abschnitt einer Wand (213a, 213b, 213c) des zentralen Kanals (210a, 210b, 210c) und/oder zumindest ein axialer Abschnitt einer Wand (223b, 223c) des wenigstens einen ringförmigen Kanals (220b, 220c) jeweils profiliert ausgebildet ist.
  13. Verfahren zum Betreiben eines Brenners (100, 100a, 100b, 100c, 100d, 100e, 200a, 200b, 200c) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei durch den zentralen Kanal (110, 110a, 110b, 110c, 110d, 110e, 210a, 210b, 210c) und durch den wenigstens einen, den zentralen Kanal (110, 110a, 110b, 110c, 110d, 110e, 210a, 210b, 210c) umgebenden, ringförmigen Kanal (120, 120a, 120b, 120c, 120d, 120e, 220a, 220b, 220c) des Brenners (100, 100a, 100b, 100c, 100d, 100e, 200a, 200b, 200c) jeweils ein Fluid zum Durchführen einer partiellen Oxidation geströmt wird, wobei insbesondere vorgegeben wird, welches Fluid durch welchen Kanal des Brenners (100, 100a, 100b, 100c, 100d, 100e, 200a, 200b, 200c) geströmt wird, insbesondere in Abhängigkeit von einem Betriebsmodus des Brenners (100, 100a, 100b, 100c, 100d, 100e, 200a, 200b, 200c) und/oder in Abhängigkeit von einer Temperatur der durch die Kanäle geströmten Fluide und/oder in Abhängigkeit von einem Druck der durch die Kanäle geströmten Fluide..
  14. Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Stabelement (140, 140a, 140b, 140c, 140d, 140e) in dem zentralen Kanal (110, 110a, 110b, 110c, 110d, 110e) in axialer Richtung verschoben wird und/oder wobei das Rohrelement (150) in dem ringförmigen Kanal (120, 120a, 120b, 120c, 120d, 120e) in axialer Richtung verschoben wird, insbesondere jeweils in Abhängigkeit von einem Betriebsmodus des Brenners (100, 100a, 100b, 100c, 100d, 100e) und/oder in Abhängigkeit von einer Temperatur der durch die Kanäle geströmten Fluide und/oder in Abhängigkeit von einem Druck der durch die Kanäle geströmten Fluide.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Stabelement (140, 140a, 140b, 140c, 140d, 140e) in dem zentralen Kanal (110, 110a, 110b, 110c, 110d, 110e) in axialer Richtung derart verschoben wird, um einen Fluidstrom innerhalb des zentralen Kanals (110, 110a, 110b, 110c, 110d, 110e) in einer vorgegebenen Weise zu beeinflussen und/oder wobei das Rohrelement (150) in dem ringförmigen Kanal (120, 120a, 120b, 120c, 120d, 120e) in axialer Richtung derart verschoben wird, um einen Fluidstrom innerhalb des ringförmigen Kanals (120, 120a, 120b, 120c, 120d, 120e) in einer vorgegebenen Weise zu beeinflussen.
EP21020497.0A 2021-10-07 2021-10-07 Brenner zum durchführen einer partiellen oxidation Withdrawn EP4163545A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP21020497.0A EP4163545A1 (de) 2021-10-07 2021-10-07 Brenner zum durchführen einer partiellen oxidation
PCT/EP2022/025464 WO2023057089A2 (de) 2021-10-07 2022-10-06 Brenner zum durchführen einer partiellen oxidation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP21020497.0A EP4163545A1 (de) 2021-10-07 2021-10-07 Brenner zum durchführen einer partiellen oxidation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4163545A1 true EP4163545A1 (de) 2023-04-12

Family

ID=78211782

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP21020497.0A Withdrawn EP4163545A1 (de) 2021-10-07 2021-10-07 Brenner zum durchführen einer partiellen oxidation

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP4163545A1 (de)
WO (1) WO2023057089A2 (de)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE543003C (de) * 1927-10-02 1932-02-02 Carl Salat Brenner fuer staubfoermige, fluessige und gasfoermige Brennstoffe
US3255966A (en) 1964-09-10 1966-06-14 Texaco Development Corp Annulus type burner for the production of synthesis gas
US4351647A (en) * 1980-07-14 1982-09-28 Texaco Inc. Partial oxidation process
US4443228A (en) * 1982-06-29 1984-04-17 Texaco Inc. Partial oxidation burner
US4888031A (en) 1988-05-26 1989-12-19 Shell Oil Company Process for partial oxidation of a liquid or solid and/or a gaseous hydrocarbon-containing fuel
DE4140063A1 (de) * 1991-12-05 1993-06-09 Hoechst Ag, 6230 Frankfurt, De Brenner zur herstellung von synthesegas
US5235813A (en) * 1990-12-24 1993-08-17 United Technologies Corporation Mechanism for controlling the rate of mixing in combusting flows
DE102009025703A1 (de) * 2009-06-20 2010-12-23 Linde Aktiengesellschaft Kohlevergasungsbrenner

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE543003C (de) * 1927-10-02 1932-02-02 Carl Salat Brenner fuer staubfoermige, fluessige und gasfoermige Brennstoffe
US3255966A (en) 1964-09-10 1966-06-14 Texaco Development Corp Annulus type burner for the production of synthesis gas
US4351647A (en) * 1980-07-14 1982-09-28 Texaco Inc. Partial oxidation process
US4443228A (en) * 1982-06-29 1984-04-17 Texaco Inc. Partial oxidation burner
US4888031A (en) 1988-05-26 1989-12-19 Shell Oil Company Process for partial oxidation of a liquid or solid and/or a gaseous hydrocarbon-containing fuel
US5235813A (en) * 1990-12-24 1993-08-17 United Technologies Corporation Mechanism for controlling the rate of mixing in combusting flows
DE4140063A1 (de) * 1991-12-05 1993-06-09 Hoechst Ag, 6230 Frankfurt, De Brenner zur herstellung von synthesegas
DE102009025703A1 (de) * 2009-06-20 2010-12-23 Linde Aktiengesellschaft Kohlevergasungsbrenner

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023057089A2 (de) 2023-04-13
WO2023057089A3 (de) 2023-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1802915B1 (de) Brenner für gasturbine
EP2116766B1 (de) Brenner mit Brennstofflanze
EP2179222B2 (de) Brenner für eine brennkammer einer turbogruppe
DE69812585T2 (de) Fluidmischer und verfahren für seine verwendung
DE102013100225B4 (de) System für Brennstoffeinspritzung zur Vergasung
EP2220433B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur verbrennung von wasserstoff in einem vormischbrenner
EP3087323B1 (de) Brennstoffdüse, brenner mit einer solchen brennstoffdüse, und gasturbine mit einem solchen brenner
DE3027587A1 (de) Brenner fuer feste brennstoffe
DE102015121653A1 (de) Pilotdüse in einer Gasturbinenbrennkammer
EP0193838A2 (de) Brenneranordnung für Feuerungsanlagen, insbesondere für Brennkammern von Gasturbinenanlagen sowie Verfahren zu ihrem Betrieb
DE102014102780A1 (de) System und Verfahren zur Luftstromkonditionierung auf Rohniveau
CH707770A2 (de) System zur Luftkonditionierung auf Rohrniveau in einer Mehrrohrbrennstoffdüse.
EP0374423A2 (de) Atmosphärischer Brenner
EP0775869B1 (de) Vormischbrenner
CH702549A2 (de) Brennkammeranordnung für eine Turbine, die Verbrennungsprodukte mit Spülluft vermischt.
EP3559551B1 (de) Mischvorrichtung und brennerkopf für einen brenner mit reduziertem nox-ausstoss
EP0175875B1 (de) Öl- oder Gasbrenner zur Heissgaserzeugung
DE102015122924A1 (de) Pilotdüse in einer Gasturbinenbrennkammer
DE102014116411A1 (de) Drallkörper und Brenner mit Drallkörper sowie Verfahren zur Herstellung des Drallkörpers
WO1998001707A1 (de) Brenner
EP2171354B1 (de) Brenner
EP2410276B2 (de) Verfahren zur chemischen umsetzung eines brennstoffs mit sauerstoffhaltigem gas mittels eines aussenmischenden brenners
EP2558781B1 (de) Drallerzeuger für einen brenner
EP4163545A1 (de) Brenner zum durchführen einer partiellen oxidation
EP1255077A2 (de) Vorrichtung zum Verbrennen eines gasförmigen Brennstoff-Oxidator-Gemischs

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN PUBLISHED

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20231013