ES2215669T3 - Quemador para la oxidacion parcial de combustibles liquidos que contienen carbono. - Google Patents
Quemador para la oxidacion parcial de combustibles liquidos que contienen carbono.Info
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Abstract
Quemador para la oxidación parcial de combustible líquido, que contiene carbono, con vapor de agua y un gas que contiene oxígeno, con al menos dos tubos de conducción de combustible (3) que están dispuestos aproximadamente paralelos, ascendiendo la distancia entre tubos próximos de conducción de combustible a 5 a 30 cm, estando rodeado cada tubo de conducción de combustible por un tubo de conducción de vapor de agua (4), presentando cada tubo de conducción de vapor de agua en su extremo de boca (4a) un conducto de admisión para gas que contiene oxígeno y estando rodeados los tubos de conducción de vapor de agua por una primera cámara común de refrigeración (11), a través de la cual se conduce líquido de refrigeración, estando configurada la primera cámara de refrigeración como cámara anular y llegando hasta la zona de los extremos de boca de los tubos de conducción de vapor de agua, caracterizándose el quemador porque está previsto al menos un canal (8) para un quemador auxiliar instalabley desmontable.
Description
Quemador para la oxidación parcial de
combustibles líquidos que contienen carbono.
La invención se refiere a un quemador para la
oxidación parcial de combustible líquido que contiene carbono con
vapor de agua y un gas que contiene oxígeno.
Quemadores de esta clase, que están instalados en
una cámara de combustión, son conocidos de los documentos EP 0 127
273 B1, US-4 933 163 y EP-0 707 880
A1. De la última publicación mencionada es conocida también la
disposición de un quemador semejante en la entrada de una cámara de
combustión vacía, en la que el gas producto en bruto generado es, a
continuación, depurado y, por ejemplo, transformado en un gas de
síntesis.
La invención está basada en la finalidad de
proporcionar un quemador para la oxidación parcial de combustibles
líquidos, como, por ejemplo, aceite pesado, que sea apropiado para
elevados rendimientos de carga y permita, al mismo tiempo, un
trabajo económico. Según la invención se consigue esto, por el hecho
de que al menos están dispuestos aproximadamente paralelos dos
tubos que conducen combustible, ascendiendo la distancia entre
tubos próximos de conducción de combustible a 5 a 30 cm, estando
rodeado cada tubo de conducción de combustible por un tubo de
conducción de vapor de agua, presentando cada tubo de conducción de
vapor de agua en su extremo de boca un conducto de admisión para
gas que contiene oxígeno y estando rodeados los tubos de conducción
de vapor de agua por una primera cámara común de refrigeración, a
través de la cual se conduce líquido de refrigeración, estando
configurada la primera cámara de refrigeración como cámara anular y
llegando hasta la zona de los extremos de boca de los tubos de
conducción de vapor de agua. El número de tubos de conducción de
combustible se encuentra, usualmente, dentro del campo de 2 a 20 y,
preferiblemente, de 3 a 12.
Mediante la cámara común de refrigeración resulta
una construcción compacta, relativamente sencilla, del quemador, y
simultáneamente se proporcionan, para la refrigeración suficiente de
la zona de los extremos de boca, tubos de conducción del vapor de
agua, que están expuestos a las elevadas temperaturas de la cámara
de combustión. Allí, donde el gas que contiene oxígeno encuentra el
combustible, aparecen temperaturas localmente de hasta,
aproximadamente, 1700ºC. Convenientemente es dispuesta,
coaxialmente con la primera cámara de refrigeración, una segunda
cámara común de refrigeración, que está rodeada por la primera
cámara de refrigeración. Se puede recomendar que entre las cámaras
de refrigeración primera y segunda esté previsto al menos un canal
de unión para líquido de refrigeración.
Un perfeccionamiento del quemador consiste en que
dentro de la zona de la primera cámara de refrigeración esté
previsto al menos un canal para un quemador auxiliar instalable y
desmontable. Este quemador auxiliar puede ser utilizado, por
ejemplo, sólo en la fase de arranque del servicio de gasificación, y
se desmonta, durante el servicio continuo, de la disposición de
quemadores.
Como combustible líquido que contiene carbono se
considera, por ejemplo, aceite pesado, una suspensión bombeable de
carbón granular o coque de petróleo en agua o en hidrocarburos
líquidos, así como una emulsión de betún o asfalto en agua. Como
gas que contiene O_{2} se emplea, usualmente, oxígeno técnicamente
puro o aire enriquecido con oxígeno, cuando no perjudica el
contenido de nitrógeno.
Posibilidades de configuración del quemador son
descritas con ayuda del dibujo.
La Fig. 1 muestra, en representación esquemática,
una sección longitudinal del quemador, cortado según la línea
I-I en la Fig. 2.
Y la Fig. 2 muestra una sección transversal del
quemador de la Fig. 1, cortado según la línea
II-II.
El quemador (1) tiene una cámara de distribución
(2) para combustible líquido, que aquí es designada "primera
cámara de distribución". El combustible líquido es introducido
por el manguito de entrada (2a) y comprimido a través de los tubos
de conducción de combustible (3). En el caso presente están
conectados con la cámara de distribución (2) cuatro tubos de
conducción de combustible (3), véase la Fig. 2, de los cuales en la
Fig. 1 se ven dos. Cada tubo (3) está rodeado coaxialmente por un
tubo de conducción de vapor de agua (4). La forma de los tubos (4)
que se adelgaza de forma cónica hacia el extremo de boca (4a) no es
requerida forzosamente. El vapor de agua es introducido por una
entrada (5a) y penetra primeramente en una segunda cámara de
distribución (5), antes de que salga por los tubos (4). En la zona
de boca (4a) se mezclan combustible pulverizado y vapor de agua,
antes de que la mezcla salga del quemador. Mediante hendiduras
anulares (6a) el gas que contiene oxígeno es suministrado a la
mezcla, lo que es requerido para la oxidación parcial. El gas que
contiene oxígeno sale de una tercera cámara de distribución (6) y
es introducido en a través del manguito (6b).
En la zona central del quemador (1) está previsto
un canal cilíndrico (8), en el que se puede introducir, en caso de
necesidad, por ejemplo, un quemador auxiliar, aproximadamente para
la fase de arranque. Si el quemador auxiliar ya no es utilizado, se
le puede extraer del canal (8) y cerrar el canal con una tapa (no
representada). El canal (8) es rodeado por una pared cilíndrica (9),
que está en contacto con una cámara de refrigeración (12). La
cámara de refrigeración (12), que tiene forma de cámara anular y
rodea el canal (8) y la pared cilíndrica (9), es designada aquí
"segunda cámara de refrigeración". La primera cámara de
refrigeración (11) está situada sobre la cara interior de la carcasa
de quemador (1a), la cual tiene forma aproximadamente cilíndrica.
El líquido de refrigeración, por ejemplo, agua, es introducido por
la entrada (11a) y sale por la salida (11b). Entre la primera
cámara de refrigeración (11) y la segunda cámara de refrigeración
(12) hay los dos canales de unión (13) y (14), cada uno de los
cuales pasa por delante de un tubo de conducción de vapor de agua
(4). Las partes del quemador recorridas por el líquido de
refrigeración están representadas, para mejor ilustración óptica,
de puntos. Obstáculos a la circulación en las cámaras de
refrigeración, no representados, hacen que el líquido de
refrigeración adopte, preferiblemente, un recorrido de circulación,
tal como es necesario para las temperaturas deseadas. Se hace
especialmente que el efecto de refrigeración exista también, en una
medida suficiente, cerca de la zona de boca (4a) del quemador.
En el dibujo, que reproduce el quemador sólo
esquemáticamente, se suprimieron elementos distanciadores entre las
distintas partes, con el fin de no perjudicar la claridad de la
representación.
En el caso presente están dispuestos, dentro de
la primera cámara de refrigeración (11), cuatro tubos (3) de
conducción de combustible, aunque, sin embargo, el número de tubos
(3) con los respectivos tubos (4) puede estar comprendido entre 2 y
20 y, preferiblemente, entre 3 y 12. Se puede recomendar el
disponer estos tubos en la zona existente entre las cámaras de
refrigeración primera y segunda, y prever además, en la zona
central, un canal (8) para el quemador auxiliar. Sin embargo, este
canal (8) no es necesario en todos los casos.
Claims (7)
1. Quemador para la oxidación parcial de
combustible líquido, que contiene carbono, con vapor de agua y un
gas que contiene oxígeno, con al menos dos tubos de conducción de
combustible (3) que están dispuestos aproximadamente paralelos,
ascendiendo la distancia entre tubos próximos de conducción de
combustible a 5 a 30 cm, estando rodeado cada tubo de conducción de
combustible por un tubo de conducción de vapor de agua (4),
presentando cada tubo de conducción de vapor de agua en su extremo
de boca (4a) un conducto de admisión para gas que contiene oxígeno y
estando rodeados los tubos de conducción de vapor de agua por una
primera cámara común de refrigeración (11), a través de la cual se
conduce líquido de refrigeración, estando configurada la primera
cámara de refrigeración como cámara anular y llegando hasta la zona
de los extremos de boca de los tubos de conducción de vapor de
agua, caracterizándose el quemador porque está previsto al
menos un canal (8) para un quemador auxiliar instalable y
desmontable.
2. Quemador de acuerdo con la Reivindicación 1,
caracterizado porque, coaxialmente con la primera cámara de
refrigeración (11), está dispuesta una segunda cámara de
refrigeración (12), que está rodeada por la primera cámara de
refrigeración.
3. Quemador de acuerdo con la Reivindicación 2,
caracterizado porque entre las cámaras de refrigeración
primera y segunda existe al menos un canal de unión (13, 14) para
líquido de refrigeración.
4. Quemador de acuerdo con la Reivindicación 1 o
una de las siguientes, caracterizado porque está dispuesta
una primera cámara de distribución (2) para combustible líquido,
con la que están conectados los tubos de conducción de combustible
(3).
5. Quemador de acuerdo con la Reivindicación 1 o
una de las siguientes, caracterizado porque está dispuesta
una segunda cámara de distribución (5) para vapor de agua, con la
que están conectados los tubos de conducción de vapor de agua
(4).
6. Quemador de acuerdo con la Reivindicación 1 o
una de las siguientes, caracterizado porque está dispuesta
una tercera cámara de distribución (6) para gas que contiene
oxígeno, con la que están conectados los conductos de admisión para
gas que contiene oxígeno.
7. Quemador de acuerdo con la Reivindicación 2,
caracterizado porque el canal (8) para el quemador auxiliar
está rodeado por la segunda cámara de refrigeración (12).
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