ES2728598T3 - Operating procedure of a fuel-oxygen burner - Google Patents

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Martin William Adendorff
Heinz Franke
Horst Köder
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Abstract

Procedimiento de funcionamiento de un quemador de combustible-oxígeno para realizar una combustión baja en contaminantes en el dominio de altas temperaturas, en el que dicho quemador está equipado un cuerpo (3) que está dispuesto en una obra de fábrica de quemador principal (1) con una obra de fábrica de quemador adicional (2) y que comprende al menos un canal de suministro de combustible (4), que desemboca en una cámara de mezclado (10) de la obra de fábrica adicional (2) del quemador, y unos canales de suministro de oxígeno (5) con toberas de oxígenos (8) que se extienden a través de la obra de fábrica adicional (2) del quemador y desembocan en una cámara de combustión (11) de la obra de fábrica principal (1) del quemador, en el que el eje medio del canal de suministro de combustible (4) está dispuesto sobre el eje medio de la obra de fábrica principal (1) del quemador y las toberas de oxígeno (8) están dispuestas sobre un círculo primitivo (9) alrededor del canal central (4) de suministro de combustible, y en el que el combustible se oxida con un oxidante dotado de un contenido predominante de oxígeno en presencia de gases de combustión recirculantes, caracterizado por que a) el oxidante entra en la cámara de combustión (11) por la salida (6) de la obra de fábrica adicional (2) del quemador con una velocidad 2,5 a 3,3 veces mayor que la del combustible, b) se ajusta una corriente de impulsos total de 15 a 25 N/MW, referida a la potencia del quemador de combustibleoxígeno, c) la relación de las densidades de las corrientes de impulsos de combustible y oxígeno es de 5 a 15 y d) se ajusta una densidad de potencia a la salida (7) de la obra de fábrica principal (1) del quemador entre 0,05 y 2 KW/mm2.Operating procedure of a fuel-oxygen burner for low combustion combustion in the high temperature domain, in which said burner is equipped with a body (3) which is arranged in a main burner factory (1) with an additional burner factory (2) and comprising at least one fuel supply channel (4), which flows into a mixing chamber (10) of the additional factory (2) of the burner, and about Oxygen supply channels (5) with oxygen nozzles (8) that extend through the additional factory work (2) of the burner and flow into a combustion chamber (11) of the main factory work (1) of the burner, in which the middle axis of the fuel supply channel (4) is arranged on the middle axis of the main factory work (1) of the burner and the oxygen nozzles (8) are arranged on a primitive circle ( 9) around the channel fuel supply center (4), and in which the fuel is oxidized with an oxidant provided with a predominant oxygen content in the presence of recirculating combustion gases, characterized in that a) the oxidant enters the combustion chamber (11 ) by the output (6) of the additional factory work (2) of the burner with a speed 2.5 to 3.3 times greater than that of the fuel, b) a total pulse current of 15 to 25 N is set / MW, referred to the power of the oxygen fuel burner, c) the ratio of the densities of the fuel and oxygen pulse currents is 5 to 15 and d) a power density is adjusted at the output (7) of the work of Main factory (1) of the burner between 0.05 and 2 KW / mm2.

Description

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

Procedimiento de funcionamiento de un quemador de combustible-oxígeno.Operating procedure of a fuel-oxygen burner.

La invención concierne a un procedimiento de funcionamiento de un quemador de combustible-oxígeno para realizar una combustión baja en contaminantes en el dominio de altas temperaturas según el preámbulo de la reivindicación 1.The invention concerns a method of operating a fuel-oxygen burner to perform a low combustion in pollutants in the high temperature domain according to the preamble of claim 1.

En los procesos de combustión en el dominio de altas temperaturas, como, por ejemplo, en hornos de fusión, se utilizan hasta ahora quemadores de combustible-oxígeno convencionales. En el documento US 4 378 205 se describe un quemador de esta clase en el que una alimentación de combustible central, un conducto de suministro de oxígeno primario construido como una tubería anular dispuesta alrededor de la alimentación de combustible y varios conductos de suministro de oxígeno secundario se extienden con sus ejes paralelos uno a otro a través de una obra de fábrica del quemador y desembocan en su lado frontal. Las altas temperaturas de la llama que se presentan en estos procesos de combustión realizados con oxígeno técnico como oxidante conducen a cargas de contaminantes de óxidos de nitrógeno (NOx) que sobrepasan frecuentemente los límites de la normativa alemana TA-Luft. En el documento EP 0898687 B1 se describe un quemador mejorado. En este quemador una alimentación de combustible y cuatro respectivos conductos de suministro de oxígeno primario y secundario, acodados con respecto al eje de la alimentación de combustible central, desembocan en el lado frontal de una obra de fábrica del quemador con corte transversal cuadrático. Sin embargo, este quemador sigue mostrando en funcionamiento unos valores de contaminantes insuficientes. Por tanto, para reducir las emisiones de NOx nocivas para el medio ambiente en procesos de combustión en el dominio de altas temperatura, por ejemplo en procesos de fusión de vidrio con temperatura de más de 1400°C, se utilizan instalaciones de eliminación de NOx muy costosas.In combustion processes in the high temperature domain, such as in melting furnaces, conventional fuel-oxygen burners have been used so far. A burner of this class is described in US 4 378 205 in which a central fuel supply, a primary oxygen supply conduit constructed as an annular pipe arranged around the fuel supply and several secondary oxygen supply conduits they extend with their axes parallel to each other through a burner factory and flow into their front side. The high flame temperatures that occur in these combustion processes carried out with technical oxygen as an oxidizer lead to loads of nitrogen oxides (NOx) pollutants that frequently exceed the limits of German TA-Luft regulations. An improved burner is described in EP 0898687 B1. In this burner a fuel feed and four respective primary and secondary oxygen supply ducts, angled with respect to the axis of the central fuel feed, flow into the front side of a burner factory with quadratic cross-section. However, this burner continues to show insufficient pollutant values in operation. Therefore, to reduce NOx emissions harmful to the environment in combustion processes in the high temperature domain, for example in glass melting processes with a temperature of more than 1400 ° C, NOx removal facilities are used very expensive.

En el documento US 4475 885 A se describe un quemador ajustable para hornos industriales que está equipado con una alimentación de combustible central y unas alimentaciones de aire axialmente paralelas a ella, las cuales están dispuestas concéntricamente alrededor del canal de combustible. La alimentación de combustible y las alimentaciones de aire desembocan en un recinto de horno por una abertura de una obra de fábrica del quemador que se ensancha cónicamente. Sin embargo, este quemador se hace funcionar con aire como oxidante.In US 4475 885 A an adjustable burner for industrial furnaces is described which is equipped with a central fuel supply and air feeds axially parallel to it, which are concentrically arranged around the fuel channel. The fuel feed and the air feeds flow into a furnace enclosure through an opening of a burner factory that is conically widened. However, this burner is operated with air as an oxidant.

El problema de la presente invención consiste en proporcionar un procedimiento de funcionamiento de un quemador de combustible-oxígeno con el que sea posible una combustión rentable y, al mismo tiempo, baja en contaminantes (baja en NOx) en el dominio de altas temperaturas.The problem of the present invention is to provide a method of operating a fuel-oxygen burner with which a profitable combustion is possible and, at the same time, low in pollutants (low in NOx) in the high temperature domain.

Este problema se resuelve mediante un procedimiento de funcionamiento de un quemador con las características de la reivindicación 1.This problem is solved by a method of operating a burner with the features of claim 1.

En las reivindicaciones subordinadas se indican perfeccionamientos ventajosos de la invención.Advantageous improvements of the invention are indicated in the dependent claims.

Según la invención, se utiliza un quemador de combustible-oxígeno que se hace funcionar con oxígeno técnico como oxidante o con un oxidante dotado de un contenido predominante de oxígeno en presencia de gases de combustión recirculantes. El quemador utilizable para realizar una combustión baja en contaminantes en el dominio de altas temperaturas, ventajosamente en hornos de fusión y de manera especialmente ventajosa en hornos de fusión de vidrio, cuyo quemador presenta un cuerpo que está dispuesto en una obra de fábrica de quemador principal con una obra de fábrica de quemador adicional y que comprende al menos un canal de suministro de combustible, que desemboca en una cámara de mezclado de la obra de fábrica adicional del quemador, y unos canales de suministro de oxígeno que se extienden a través de la obra de fábrica adicional del quemador y desembocan en una cámara de combustión de la obra de fábrica principal del quemador, se caracteriza por que el eje medio del canal de suministro de combustible está dispuesto sobre el eje medio de la obra de fábrica principal del quemador y las toberas de oxígeno están dispuestas sobre un círculo primitivo alrededor del canal central de suministro de combustible.According to the invention, a fuel-oxygen burner is used which is operated with technical oxygen as an oxidant or with an oxidant provided with a predominant oxygen content in the presence of recirculating combustion gases. The burner that can be used to carry out low combustion combustion in the high temperature domain, advantageously in melting furnaces and especially advantageously in glass melting furnaces, whose burner has a body that is arranged in a main burner factory with an additional burner factory and comprising at least one fuel supply channel, which flows into a mixing chamber of the additional burner factory, and oxygen supply channels that extend through the Additional burner factory work and flow into a combustion chamber of the main burner factory work, is characterized by the fact that the middle axis of the fuel supply channel is disposed on the middle axis of the main burner factory work and the oxygen nozzles are arranged on a primitive circle around the central fuel supply channel you.

El quemador contiene una multiplicidad de toberas de oxígeno, preferiblemente dos a doce y de manera especialmente ventajosa ocho de tales toberas. El círculo primitivo formado por las toberas de oxígeno tiene una distancia mínima A al canal central de suministro de combustible que es un múltiplo del diámetro de las toberas, preferiblemente 2,5 a 32 veces dicho diámetro.The burner contains a multiplicity of oxygen nozzles, preferably two to twelve and especially advantageously eight such nozzles. The primitive circle formed by the oxygen nozzles has a minimum distance A to the central fuel supply channel which is a multiple of the diameter of the nozzles, preferably 2.5 to 32 times said diameter.

Preferiblemente, la cámara de mezclado de la obra de fábrica adicional del quemador desemboca por una salida en la cámara de combustión de la obra de fábrica principal del quemador. Tanto la cámara de mezclado de la obra de fábrica adicional del quemador como la cámara de combustión están configuradas aquí en forma sustancialmente cilíndrica, preferiblemente en forma cilíndrica circular, a lo largo de al menos una parte de su extensión longitudinal. Esta construcción de quemador según la invención hace posible que el oxígeno entre en la cámara de combustión del quemador con un velocidad 2,5 a 3,3 veces mayor que la del combustible, con lo que se garantizan una corriente de impulsos total de 15 a 25 N/MW, referida a la potencia del quemador, y una relación de las densidades las corrientes de impulsos de oxígeno y combustible de 5 a 15, y se consigue así a la salida de la obra de fábrica principal del quemador una densidad de potencia de 0,05 a 2 KW/mm2. Preferably, the mixing chamber of the additional burner factory leads to an outlet in the combustion chamber of the main burner factory. Both the mixing chamber of the additional burner factory and the combustion chamber are configured here in substantially cylindrical shape, preferably in circular cylindrical shape, along at least a portion of its longitudinal extension. This burner construction according to the invention makes it possible for oxygen to enter the combustion chamber of the burner with a speed 2.5 to 3.3 times greater than that of the fuel, thereby guaranteeing a total pulse current of 15 to 25 N / MW, referred to the power of the burner, and a ratio of the densities of the oxygen and fuel impulse currents of 5 to 15, and thus a power density is achieved at the output of the main factory of the burner from 0.05 to 2 KW / mm2.

Ventajosamente, la longitud de la cámara de mezclado cilindrica circular formada en la obra de fábrica adicional del quemador es 1,2 a 2,5 veces el diámetro de la cámara y la longitud de la cámara de combustión cilíndrica circular formada en la obra de fábrica principal del quemador es 0,05 a 0,6 veces el diámetro de la salida en la obra de fábrica principal del quemador.Advantageously, the length of the circular cylindrical mixing chamber formed in the additional burner factory is 1.2 to 2.5 times the diameter of the chamber and the length of the circular cylindrical combustion chamber formed in the factory. The main burner is 0.05 to 0.6 times the diameter of the outlet in the main burner factory.

El canal de suministro de combustible está equipado ventajosamente con un sensor unido con una unidad de evaluación, por ejemplo con un receptor de luz UV convenientemente dispuesto para vigilar la llama.The fuel supply channel is advantageously equipped with a sensor connected to an evaluation unit, for example with a UV light receiver conveniently arranged to monitor the flame.

Las obras de fábrica principal y adicional del quemador consisten convenientemente cada una de ellas en un material resistente al calor y a la corrosión, preferiblemente cerámica. Es posible también realizar las obras de fábrica principal y adicional del quemador como una sola pieza. El cuerpo del quemador y los canales de suministro de combustible-oxígeno, así como las toberas de oxígeno, consisten en un material resistente al calor y a la corrosión, preferiblemente una aleación de NiCr o una aleación ODS.The main and additional works of the burner conveniently consist of each one in a heat and corrosion resistant material, preferably ceramic. It is also possible to carry out the main and additional works of the burner as a single piece. The burner body and the fuel-oxygen supply channels, as well as the oxygen nozzles, consist of a heat and corrosion resistant material, preferably a NiCr alloy or an ODS alloy.

El cuerpo del quemador está unido de preferencia firmemente con la obra de fábrica principal del quemador de modo que quede garantizado un sellado entre la obra de fábrica principal del quemador y el cuerpo del mismo y se logre así también una fijación segura del cuerpo del quemador a la obra de fábrica principal del quemador, preferiblemente por medio de una unión de atornillamiento.The burner body is preferably firmly connected to the main work of the burner so that a seal between the main work of the burner and the body of the burner is ensured and thus secure fixation of the burner body is also achieved. the main factory work of the burner, preferably by means of a screw connection.

El quemador de combustible-oxígeno utilizable para una combustión a alta temperatura baja en contaminantes (baja en NOx), especialmente en hornos de fusión y de manera especialmente ventajosa en hornos de fusión de vidrio, se puede adaptar sin problemas de manera constructivamente sencilla y, por tanto, barata a las diferente condiciones de uso y puede hacerse funcionar con oxígeno técnico como oxidante, pero también con un oxidante que contenga oxígeno.The fuel-oxygen burner that can be used for high-temperature combustion low in pollutants (low in NOx), especially in melting furnaces and especially advantageously in glass melting furnaces, can be adapted without problems in a constructively simple way and, therefore, cheap at different conditions of use and can be operated with technical oxygen as an oxidant, but also with an oxidant containing oxygen.

Como combustible pueden utilizarse combustibles gaseosos o líquidos convencionales y de manera especialmente ventajosa gas natural.As fuel, conventional gaseous fuels or liquids can be used and especially advantageously natural gas.

A continuación, se explicará la invención con más detalle ayudándose de un ejemplo de realización representado en el dibujo.In the following, the invention will be explained in more detail by means of an exemplary embodiment represented in the drawing.

Muestran en vistas esquemáticas:They show in schematic views:

La figura 1, un corte a través de un quemador de combustible-oxígeno según la invención dispuesto en una obra de fábrica principal del quemador; yFigure 1, a section through a fuel-oxygen burner according to the invention arranged in a main burner factory; Y

La figura 2, la vista X de la salida de combustible del quemador de combustible-oxígeno según la figura 1.Figure 2, the X view of the fuel outlet of the fuel-oxygen burner according to Figure 1.

El quemador representado en la figura 1 muestra un cuerpo metálico 3 dispuesto en una obra de fábrica principal 1 del quemador con una obra de fábrica adicional 2 de dicho quemador. La obra de fábrica adicional 2 del quemador está alojada en un rebajo o taladro de la obra de fábrica principal 1 del quemador. El cuerpo 3 del quemador contiene un canal de suministro 4 para combustible que está dispuesto con su eje medio sobre el eje medio de la obra de fábrica principal 1 del quemador y que desemboca en una cámara de mezclado 10 cilíndrica formada en la obra de fábrica adicional 2 del quemador, cuya cámara está unida por una salida 6 formada en la obra de fábrica adicional 2 del quemador con una cámara de combustión 11 igualmente cilíndrica formada en la obra de fábrica principal 1 del quemador con una salida 7. Alrededor del canal central 4 de suministro de combustible están dispuestos una multiplicidad de canales de suministro 5 para el oxígeno utilizado como oxidante, los cuales se extienden a través de la obra de fábrica adicional 2 del quemador y están provistos de sendas toberas 8 que desembocan en la cámara de combustión 11 con sus ejes sustancialmente paralelos al canal de suministro central 4. Se puede apreciar también en la figura 1 que la longitud e de la cámara de mezclado 10 es 1,2 a 2,5 veces el diámetro d y que la longitud L de la cámara de combustión 11 es 0,05 a 0,6 veces el diámetro f. The burner shown in Figure 1 shows a metal body 3 disposed in a main factory 1 of the burner with an additional factory 2 of said burner. The additional burner factory 2 is housed in a recess or bore of the main burner factory 1. The burner body 3 contains a supply channel 4 for fuel which is disposed with its middle axis on the middle axis of the main workpiece 1 of the burner and which flows into a cylindrical mixing chamber 10 formed in the additional workmanship 2 of the burner, whose chamber is connected by an outlet 6 formed in the additional factory 2 of the burner with an equally cylindrical combustion chamber 11 formed in the main factory 1 of the burner with an outlet 7. Around the central channel 4 There are a multiplicity of supply channels 5 for the oxygen used as an oxidizer, which extend through the additional factory work 2 of the burner and are provided with nozzles 8 which flow into the combustion chamber 11 with its axes substantially parallel to the central supply channel 4. It can also be seen in Figure 1 that the length e of the chamber ra mixing 10 is 1.2 to 2.5 times the diameter d and that the length L of the combustion chamber 11 is 0.05 to 0.6 times the diameter f.

En la figura 2 se representa un quemador de combustible-oxígeno equipado con ocho toberas de oxígeno 8 y un canal de suministro central 4 para combustible. Las toberas de oxígeno 8 dispuestas sobre un círculo primitivo presentan una distancia mínima A al canal central 4 de suministro de combustible que es 2,5 a 32 veces el diámetro b de las toberas.Figure 2 shows a fuel-oxygen burner equipped with eight oxygen nozzles 8 and a central supply channel 4 for fuel. The oxygen nozzles 8 arranged on a primitive circle have a minimum distance A to the central fuel supply channel 4 which is 2.5 to 32 times the diameter b of the nozzles.

Se alimentan gas natural como combustible y oxígeno como oxidante al quemador de combustible-oxígeno dispuesto con su cuerpo 3 en una obra de fábrica principal 1 del quemador con una obra de fábrica adicional 2 de dicho quemador.Natural gas is fed as fuel and oxygen as an oxidant to the fuel-oxygen burner disposed with its body 3 in a main factory 1 of the burner with an additional factory 2 of said burner.

El gas natural alimentado al canal de suministro central 4 entra en la cámara de mezclado 10 formada en la obra de fábrica adicional 2 del quemador con una velocidad de 60 a 90 m/s y penetra por la salida 6 en la cámara de combustión 11 formada en la obra de fábrica principal 1 del quemador.The natural gas fed to the central supply channel 4 enters the mixing chamber 10 formed in the additional factory 2 of the burner with a speed of 60 to 90 m / s and penetrates through the outlet 6 in the combustion chamber 11 formed in the main factory work 1 of the burner.

El oxígeno alimentado a cada canal de suministro 5 del quemador entra seguidamente por una tobera 8 que estrangula la corriente de oxígeno en la cámara de combustión 11 con una velocidad de 70 a 100 m/s. The oxygen fed to each supply channel 5 of the burner then enters through a nozzle 8 that throttles the oxygen flow in the combustion chamber 11 with a speed of 70 to 100 m / s.

Según la invención, el oxígeno entra en la cámara de combustión 11 con una velocidad 2,5 a 3,3 veces mayor que la del gas natural.According to the invention, oxygen enters the combustion chamber 11 with a speed 2.5 to 3.3 times greater than that of natural gas.

El combustible inyectado en la cámara de combustión 11 de la obra de fábrica principal 1 del quemador se quema parcialmente con el oxígeno inyectado en la cámara de combustión 11. Se forma una llama estable que emite una señal suficiente para un sensor 12 previsto en el ejemplo de realización, preferiblemente un receptor de luz UV, que está dispuesto en el canal de suministro de combustible 4 para vigilar la llama del quemador y que está conectado a una unidad de evaluación que aquí no se muestra.The fuel injected into the combustion chamber 11 of the main burner factory 1 is partially burned with the oxygen injected into the combustion chamber 11. A stable flame is formed that emits a sufficient signal for a sensor 12 provided in the example In the embodiment, preferably a UV light receiver, which is arranged in the fuel supply channel 4 to monitor the burner flame and is connected to an evaluation unit not shown here.

Debido a la construcción del quemador según la invención se consigue una corriente de impulsos total de 15 a 25 N/MW, referida a la potencia del quemador, con una relación de las densidades de las corrientes de impulsos de oxígeno y combustible de 5 a 15 y se alcanza así una densidad de potencia de 0,05 a 2 KW/mm2 a la salida 7 de la obra de fábrica principal 1 del quemador de combustible-oxígeno.Due to the construction of the burner according to the invention, a total pulse current of 15 to 25 N / MW is obtained, based on the power of the burner, with a ratio of the densities of the oxygen and fuel pulse currents of 5 to 15 and thus a power density of 0.05 to 2 KW / mm2 is achieved at the outlet 7 of the main factory work 1 of the fuel-oxygen burner.

Las obras de fábrica principal y adicional 1 y 2 del quemador están ambas constituidas en el ejemplo de realización por un material cerámico, y el cuerpo 3 del quemador, los canales de suministro 4, 5 y las toberas de oxígeno 8 son de una aleación de NiCr o una aleación ODS.The main and additional works 1 and 2 of the burner are both constituted in the exemplary embodiment by a ceramic material, and the burner body 3, the supply channels 4, 5 and the oxygen nozzles 8 are of an alloy of NiCr or an ODS alloy.

El cuerpo 3 del quemador está unido con la obra de fábrica principal 1 del quemador de tal manera que quede garantizado un sellado entre la obra de fábrica principal 1 del quemador y el cuerpo 3 del mismo y se logre una fijación segura del cuerpo 3 del quemador a la obra de fábrica principal 1 de dicho quemador. En el ejemplo de realización está prevista como fijación una unión 4 de atornillamiento cuádruple constituida por un perno roscado 14, una tuerca 16, un contrasoporte 15 y una junta 13.The body 3 of the burner is connected to the main factory 1 of the burner in such a way that a seal between the main factory 1 of the burner and the body 3 thereof is guaranteed and a secure fixation of the body 3 of the burner is achieved. to the main factory work 1 of said burner. In the exemplary embodiment, a quadruple screw connection 4 consisting of a threaded bolt 14, a nut 16, a counter support 15 and a gasket 13 is provided as fixation.

Con el quemador según la invención, dotado de un intervalo de potencia de 10 a 9000 kW, preferiblemente 100 a 3000 kW, y denominado “quemador G”, se lograron los resultados de ensayos relacionados a continuación:With the burner according to the invention, provided with a power range of 10 to 9000 kW, preferably 100 to 3000 kW, and called "burner G", the results of tests related below were achieved:

Resultados de ensayos:Test results:

“Concentraciones de NOx del gas de escape del horno en ppm en función de la temperatura del proceso”:"NOx concentrations of the oven exhaust gas in ppm depending on the process temperature":

Temperatura media de Quemador convencional Quemador GAverage temperature of Conventional burner Burner G

la pared del hornooven wall

1200°C 337 a 767 381200 ° C 337 to 767 38

1400°C 390 a 1044 631400 ° C 390 to 1044 63

1550°C 430 a 1180 951550 ° C 430 to 1180 95

Los valores de NOx indicados en el cuadro sinóptico anterior se refieren a 3% en volumen de oxígeno residual en el gas de escape, una concentración de N2 de 1% en volumen de H en el gas natural, una sobrepresión del horno de 0,3 mbar y una potencia del quemador de 700 KW. Los datos de concentración del gas de escape del horno se refieren a gas de análisis seco.The NOx values indicated in the previous synoptic table refer to 3% by volume of residual oxygen in the exhaust gas, a concentration of N2 of 1% by volume of H in the natural gas, an oven overpressure of 0.3 mbar and a burner power of 700 KW. The concentration data of the furnace exhaust gas refers to dry analysis gas.

Lista de símbolos de referenciaList of reference symbols

1 Obra de fábrica principal del quemador1 Main burner factory

2 Obra de fábrica adicional del quemador2 Additional burner factory

3 Cuerpo del quemador3 Burner body

4 Canal de suministro (gas natural)4 Supply channel (natural gas)

5 Canal de suministro (oxígeno)5 Supply channel (oxygen)

6 Salida (2)6 Output (2)

7 Salida (1)7 Output (1)

8 Tobera de oxígeno8 Oxygen nozzle

9 Círculo primitivo9 Primitive circle

10 Cámara de mezclado (2)10 Mixing chamber (2)

11 Cámara de combustión (1)11 Combustion chamber (1)

12 Sensor12 Sensor

13 Junta13 Board

14 Perno roscado14 Threaded Bolt

15 Contrasoporte15 Counterport

16 Tuerca 16 nut

Claims (10)

REIVINDICACIONES 1. Procedimiento de funcionamiento de un quemador de combustible-oxígeno para realizar una combustión baja en contaminantes en el dominio de altas temperaturas, en el que dicho quemador está equipado un cuerpo (3) que está dispuesto en una obra de fábrica de quemador principal (1) con una obra de fábrica de quemador adicional (2) y que comprende al menos un canal de suministro de combustible (4), que desemboca en una cámara de mezclado (10) de la obra de fábrica adicional (2) del quemador, y unos canales de suministro de oxígeno (5) con toberas de oxígenos (8) que se extienden a través de la obra de fábrica adicional (2) del quemador y desembocan en una cámara de combustión (11) de la obra de fábrica principal (1) del quemador, en el que el eje medio del canal de suministro de combustible (4) está dispuesto sobre el eje medio de la obra de fábrica principal (1) del quemador y las toberas de oxígeno (8) están dispuestas sobre un círculo primitivo (9) alrededor del canal central (4) de suministro de combustible, y en el que el combustible se oxida con un oxidante dotado de un contenido predominante de oxígeno en presencia de gases de combustión recirculantes, caracterizado por que1. Operating procedure of a fuel-oxygen burner for low combustion combustion in the high temperature domain, in which said burner is equipped with a body (3) which is arranged in a main burner factory ( 1) with an additional burner factory (2) and comprising at least one fuel supply channel (4), which flows into a mixing chamber (10) of the additional factory work (2) of the burner, and oxygen supply channels (5) with oxygen nozzles (8) that extend through the additional factory work (2) of the burner and flow into a combustion chamber (11) of the main factory work ( 1) of the burner, in which the middle axis of the fuel supply channel (4) is arranged on the middle axis of the main factory work (1) of the burner and the oxygen nozzles (8) are arranged in a circle primitive (9) around ca central end (4) of fuel supply, and in which the fuel is oxidized with an oxidant provided with a predominant oxygen content in the presence of recirculating combustion gases, characterized in that a) el oxidante entra en la cámara de combustión (11) por la salida (6) de la obra de fábrica adicional (2) del quemador con una velocidad 2,5 a 3,3 veces mayor que la del combustible,a) the oxidant enters the combustion chamber (11) through the outlet (6) of the additional factory work (2) of the burner with a speed 2.5 to 3.3 times greater than that of the fuel, b) se ajusta una corriente de impulsos total de 15 a 25 N/MW, referida a la potencia del quemador de combustibleoxígeno,b) a total pulse current of 15 to 25 N / MW is set, referring to the power of the oxygen fuel burner, c) la relación de las densidades de las corrientes de impulsos de combustible y oxígeno es de 5 a 15 yc) the ratio of the densities of the fuel and oxygen pulse currents is 5 to 15 and d) se ajusta una densidad de potencia a la salida (7) de la obra de fábrica principal (1) del quemador entre 0,05 y 2 KW/mm2.d) a power density is set at the output (7) of the main factory work (1) of the burner between 0.05 and 2 KW / mm2. 2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que el quemador de combustible-oxígeno está equipado con dos a doce toberas de oxígeno (8), preferiblemente con ocho de tales toberas.2. Method according to claim 1, characterized in that the fuel-oxygen burner is equipped with two to twelve oxygen nozzles (8), preferably with eight such nozzles. 3. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que las toberas de oxígeno (8) forman un círculo primitivo (9), presentando una distancia mínima radial (A) entre el canal central (4) de suministro de combustible y las toberas de oxígeno (8) un valor de 2,5 a 32 veces el diámetro (b) de la tobera de oxígeno (8).Method according to any of the preceding claims, characterized in that the oxygen nozzles (8) form a primitive circle (9), presenting a minimum radial distance (A) between the central channel (4) of fuel supply and the nozzles of oxygen (8) a value of 2.5 to 32 times the diameter (b) of the oxygen nozzle (8). 4. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la cámara de mezclado (10) está unida por una salida (6) formada en la obra de fábrica adicional (2) del quemador con la cámara de combustión (11) formada en la obra de fábrica principal (1) del quemador.Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the mixing chamber (10) is connected by an outlet (6) formed in the additional factory (2) of the burner with the combustion chamber (11) formed in the main factory work (1) of the burner. 5. Procedimiento según la reivindicación 4, caracterizado por que la longitud (e) de la cámara de mezclado (10) es 1,2 a 2,5 veces el diámetro (d) de la cámara de mezclado de la salida (6) de la obra de fábrica adicional (2) del quemador.Method according to claim 4, characterized in that the length (e) of the mixing chamber (10) is 1.2 to 2.5 times the diameter (d) of the mixing chamber of the outlet (6) of the additional factory (2) of the burner. 6. Procedimiento según la reivindicación 4, caracterizado por que la longitud (L) de la cámara de combustión (11) es 0,05 a 0,6 veces el diámetro (f) de la cámara de combustión (11) de la salida (7) formada en la obra de fábrica principal (1) del quemador.Method according to claim 4, characterized in that the length (L) of the combustion chamber (11) is 0.05 to 0.6 times the diameter (f) of the combustion chamber (11) of the outlet ( 7) formed in the main factory work (1) of the burner. 7. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el canal de suministro de combustible (4) está equipado con un sensor (12), preferiblemente un receptor de luz UV, unido con una unidad de evaluación para vigilar la llama.Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the fuel supply channel (4) is equipped with a sensor (12), preferably a UV light receiver, connected with an evaluation unit for monitoring the flame. 8. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que las obras de fábrica principal y adicional (1, 2) del quemador consisten en un material resistente al calor y a la corrosión, preferiblemente cerámica.Method according to any of the preceding claims, characterized in that the main and additional factory works (1, 2) of the burner consist of a heat and corrosion resistant material, preferably ceramic. 9. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el canal de combustible (4) y los canales de suministro de oxígeno (5), así como las toberas de oxígeno (8), consisten en un material resistente al calor y a la corrosión, preferiblemente una aleación de NiCr o una aleación ODS.Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the fuel channel (4) and the oxygen supply channels (5), as well as the oxygen nozzles (8), consist of a heat and material resistant material. corrosion, preferably a NiCr alloy or an ODS alloy. 10. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el cuerpo (3) del quemador está unido firmemente con la obra de fábrica principal (1) del quemador, preferiblemente por medio de una unión de atornillamiento. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the body (3) of the burner is firmly connected with the main workpiece (1) of the burner, preferably by means of a screw connection.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS51109527A (en) * 1975-12-24 1976-09-28 Nippon Musical Instruments Mfg GASUBAANA
US4378205A (en) * 1980-04-10 1983-03-29 Union Carbide Corporation Oxygen aspirator burner and process for firing a furnace
JPS57155014A (en) * 1981-03-20 1982-09-25 Nippon Sanso Kk Gas fuel burner
US4475885A (en) * 1983-07-28 1984-10-09 Bloom Engineering Company, Inc. Adjustable flame burner
AU5751996A (en) * 1996-05-17 1997-12-09 Xothermic, Inc. Burner apparatus and method
DE10160325A1 (en) * 2001-12-07 2003-06-26 Messer Griesheim Gmbh Burner with lance has atomizer nozzle, oxidizer-outlet, fuel supply pipe, inflow pipe for primary oxidizer, and two supply ducts for secondary oxidizer

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