NO172993B - Brenner for partiell oksydering av et gassformig brensel og et oksyderingsmiddel - Google Patents

Brenner for partiell oksydering av et gassformig brensel og et oksyderingsmiddel Download PDF

Info

Publication number
NO172993B
NO172993B NO894331A NO894331A NO172993B NO 172993 B NO172993 B NO 172993B NO 894331 A NO894331 A NO 894331A NO 894331 A NO894331 A NO 894331A NO 172993 B NO172993 B NO 172993B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
burner
gas
particles
premixing
burner according
Prior art date
Application number
NO894331A
Other languages
English (en)
Other versions
NO894331D0 (no
NO894331L (no
NO172993C (no
Inventor
Maarten Johannes Van Der Burgt
Original Assignee
Shell Int Research
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 Shell Int Research filed Critical Shell Int Research
Publication of NO894331D0 publication Critical patent/NO894331D0/no
Publication of NO894331L publication Critical patent/NO894331L/no
Publication of NO172993B publication Critical patent/NO172993B/no
Publication of NO172993C publication Critical patent/NO172993C/no

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D14/00Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/46Details, e.g. noise reduction means
    • F23D14/66Preheating the combustion air or gas
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C01B3/36Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using oxygen or mixtures containing oxygen as gasifying agents
    • C01B3/363Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using oxygen or mixtures containing oxygen as gasifying agents characterised by the burner used
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D14/00Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/46Details, e.g. noise reduction means
    • F23D14/62Mixing devices; Mixing tubes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D14/00Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/46Details, e.g. noise reduction means
    • F23D14/72Safety devices, e.g. operative in case of failure of gas supply
    • F23D14/82Preventing flashback or blowback
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D2900/00Special features of, or arrangements for burners using fluid fuels or solid fuels suspended in a carrier gas
    • F23D2900/14Special features of gas burners
    • F23D2900/14582Special features of gas burners with outlets consisting of layers of spherical particles
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/34Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Pre-Mixing And Non-Premixing Gas Burner (AREA)

Abstract

Blande- og oppvarmingsanordningen i en gassbrenner omfattende et hus (1) med et gassinnløp (2a, 2b) som er tilkoplet et forråd av gassformig brensel og oksyderingsmiddel, et gassutlep (3) som kommuniserer med brenneren, en forvarmings-/forblandings-sone (C) som er fylt med partikulært materiale og strekker seg mellom gassinnløpet og gassutløpet. Et antall varmevekslerrør (6) kan være anordnet i forblandings-/forvarmingssonen (C).

Description

Oppfinnelsen angår en brenner for partiell oksydering av et gassformig brensel og et oksyderingsmiddel, omfattende et hus med et gassinnløp tilknyttet et forråd av gassformig brensel og oksyderingsmiddel, hvilket hus ytterligere er forsynt med et gassutløp som kommuniserer med brenneren.
I en slik brenner innføres brenselet sammen med en oksygenholdig gass i et reaktorrom som arbeider under passende trykkforhold for fremstilling av f.eks. syntesegass, brensel-gass eller reduksjonsgass.
Delvis forbrenning, også benevnt forgassing, av et gassformig brensel oppnås ved at brenselet reagerer med oksygen. Brenselet inneholder som brennbare bestanddeler hovedsakelig karbon og hydrogen, som reagerer med det tilførte oksygen - og med eventuelt forekommende damp og karbondioksyd - for å danne karbon-monoksyd og hydrogen. Ved visse temperaturer er det også mulig å danne metan.
I reaktoren opprettholdes en flamme der brenselet reagerer med oksygenholdig gass ved høye temperaturer.
Brenselet blir vanligvis ført inn i reaktoren i brenneren, og den oksygenholdige gass føres også via brenneren inn i reaktoren. I enkelte prosesser blir også en moderatorgass, såsom damp eller karbon-dioksyd, også tilført reaktoren via brenneren. Slik moderatorgass er ofte fordelaktig for regule-ring av forgassingstemperaturen.
De stoffer som tar del i reaksjonen (reaksjonsstoffene) kan innføres på hvilken som helst måte, f.eks. horisontalt eller vertikalt, inn i reaksjonssonen i en konvensjonell, med ildfast foring forsynt partialoksyderings-gassgenerator, og særlig kan forgassingsapparatur utstyres med et antall brennere for reaksjonsstoffene, basert på stort sett motsatte sider av forbrenningssonen, idet reaksjonsstoffene innføres horisontalt og brennerstrålene støter mot hverandre for å lette partialoksyderingsprosessen og for å minske errosjon av den ildfaste vegg.
Ettersom flammetemperaturene kan overskride 2000°C eller mer, er det av vesentlig betydning ved bruk av slike brennere å hindre skade på brennerens fremre ende eller spiss, på grunn av den høye varmestrøm under forgassingsprosessen. For å beskytte brennerspissen mot overoppheting er det blitt fore-slått å anordne en ildfast foring på brennerspissveggens utside og/eller anordne et hult veggelement med innvendige kjølekanaler som kjølefluid med stor hastighet sirkuleres gjennom.
Særlig angår oppfinnelsen en spesiell gassbrenner som anvendes i gassfyrte ovner og forgassere. I gassfyrte ovner og forgassere må reduksjonsgasser såsom CO, H2, hydrokarboner og oksyderingsgassser såsom luft, 02 blandes, og for å oppnå effektiv funksjon er det ofte nødvendig med forvarming av disse gasser.
Forvarming er særlig et problem for oksygen da anvendte materialer ikke tillater forvarming over 200-250°C.
Med hensyn til blanding blir dette oftest utført like før eller utenfor brennermunningen.
Forblanding inne i brenneren blir vanligvis ikke utført på grunn av faren for tilbakeslag og/eller eksplosjon.
Det er således et formål med oppfinnelsen å tilveiebringe en gassbrenner utstyrt med en forblandings-/forvarmingssone beregnet for bruk til delvis forbrenning av et gassformig brensel og oksyderingsmiddel, hvor eksplosive gassblandinger kan forblandes og/eller forvarmes forut for deres delvise forbrenning.
Et annet formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en slik brenner med lav HCN-dannelse og/eller lav eller ingen sot-forgassing.
Ifølge oppfinnelsen oppnås disse formål ved en brenner av den innledningsvis angitte art, som består av et fulldiametralt, rektangulært tverrsnitt av en horisontal sylindrisk reaktor, omfattende en reaksjonssone, en flammestoppersone og en forblandings- og/eller forvarmingssone, at flammestoppersonen og forblandings- og/eller forvarmingssonen er fylt med en inert pakning eller porøst partikulært stoff og strekker seg mellom gassinnløpet og gassutløpet, og at den inerte pakning eller det porøse partikulære stoff består av et lag av løse partikler som hviler på en bærekonstruksjon i reaktoren.
Oppfinnelsen er basert på blanding av de to reaksjons-deltakere (gassformig brensel, oksyderingsmiddel) når disse er forholdsvis kalde (dvs. godt under deres antenningstemperatur) og føring av den således oppnådde gassblanding gjennom en inert pakning. En slik inert pakning kan fordelaktig bestå av perler, raschig-ringer eller trådduk.
På denne måte sikres en god forblanding, samtidig som enhver tendens til forbrenning kveles.
Videre muliggjør pakningen montering av varmevekslings-flater for (ytterligere) forvarming av gassblandingen.
Anordningen ifølge oppfinnelsen omfatter fordelaktig en mantel- og rør-varmeveksler hvor gassene blandes og varmes opp i et rom fylt med pakningsmateriale, i hvilket rør er anordnet som oppvarmingsmedium strømmer gjennom.
Oppfinnelsen skal nå beskrives nærmere i form av eksempel ved henvisning til den medfølgende tegning, hvor figuren viser et riss av en fordelaktig utføringsform av foreliggende oppfinnelse.
En på figuren vist reaktor for delvis forbrenning består av et hus 1 forsynt med et gassinnløp 2A, 2B for brensel (fordelaktig naturgass) og oksyderingsmiddel, og et gassutløp 3. Typiske dimensjoner for en slik reaktor er som følger: lengde 10 m, og diameter: 5 m. Reaktoren er utstyrt med en reaksjonssone A, en flammestoppersone B og en forblandings- og forvarmingssone C. Sonene B og C er fylt med et lag av partikulært stoff eller pakningsmateriale og strekker seg mellom innløpet og utløpet. Reaktoren er fordelaktig en horisontal sylindrisk beholder i hvilken det porøse materiale eller pakningsmateriale består av et lag av løse partikler (f.eks. sand eller aluminiumkorn) som hviler på en bærekonstruksjon 5 som er anordnet på hvilken som helst måte egnet til formålet i reaktoren. Reaktorens innervegg er fordelaktig forsynt med et isolerende ildfast materiale 4. Gjennom gassinnløpet tilføres et gassformig brensel (f.eks. naturgass eller metan) og et oksyderingsmiddel (f.eks. oksygenholdig gass eller oksygen) til forblandingssonen c. I sonen C finner forblanding av brensel og oksyderingsmiddel sted og deretter føres gassblandingen gjennom det porøse lag på bæreristen 5 til reaksjonssonen A og den syntesegass som dannes føres til gassutløpet 3.
Forvarmingsmidler, såsom et antall varmevekslerrør 6, kan med fordel anordnes på hvilken somhelst hensiktsmessig måte i eller under pakningsmaterialet i forblandingssonen. Det skal imidlertid forstås at det er valgfritt hvorvidt man vil benyt-te slike varmevekslerrør.
Partiklene kan med fordel enten være av ildfast materiale eller metall.
På denne måte vil det ikke dannes sprekker i den porøse brenner på grunn av ekspansjon etc, og følgelig kan det lages brennere med meget stor kapasitet.
Forskjellige modifikasjoner av foreliggende oppfinnelse vil være innlysende for fagmenn på området ut fra ovenstående beskrivelse. Slike modifikasjoner er ment å falle innenfor rammen av de medfølgende krav.

Claims (7)

1. Brenner for partiell oksydering av et gassformig brensel og et oksyderingsmiddel, omfattende et hus (1) med et gass-innløp (2a, 2b) tilknyttet et forråd av gassformig brensel og oksyderingsmiddel, hvilket hus ytterligere er forsynt med et gassutløp (3) som kommuniserer med brenneren, karakterisert ved at brenneren består av et fulldiametralt, rektangulært tverrsnitt av en horisontal sylindrisk reaktor, omfattende en reaksjonssone (A), en flammestoppersone (B) og en forblandings- og/eller forvarmingssone (C), at flammestoppersonen og forblandings- og/eller forvarmingssonen er fylt med en inert pakning eller porøst partikulært stoff og strekker seg mellom gassinnløpet (2a, 2b) og gassutløpet (3), og at den inerte pakning eller det porøse partikulære stoff består av et lag av løse partikler som hviler -på en bærekonstruksjon (5) i reaktoren.
2. Brenner ifølge krav 1, karakterisert ved at et antall varmevekslingsrør (6) er anordnet i forblandings-og/eller forvarmingssonen.
3. Brenner ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at den inerte pakning består av perler.
4. Brenner ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at partiklene er ildfaste.
5. Brenner ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at partiklene er metalliske.
6. Brenner ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at partiklene er sand.
7. Brenner ifølge krav 5, karakterisert ved at partiklene er aluminiumkorn.
NO894331A 1988-11-01 1989-10-31 Brenner for partiell oksydering av et gassformig brensel og et oksyderingsmiddel NO172993C (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB888825515A GB8825515D0 (en) 1988-11-01 1988-11-01 Gas burner with premixing/preheating zone

Publications (4)

Publication Number Publication Date
NO894331D0 NO894331D0 (no) 1989-10-31
NO894331L NO894331L (no) 1990-05-02
NO172993B true NO172993B (no) 1993-06-28
NO172993C NO172993C (no) 1993-10-06

Family

ID=10646101

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO894331A NO172993C (no) 1988-11-01 1989-10-31 Brenner for partiell oksydering av et gassformig brensel og et oksyderingsmiddel

Country Status (7)

Country Link
EP (1) EP0367352B1 (no)
AU (1) AU620943B2 (no)
CA (1) CA2001748A1 (no)
DE (1) DE68906760T2 (no)
GB (1) GB8825515D0 (no)
NO (1) NO172993C (no)
ZA (1) ZA898311B (no)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT1251560B (it) * 1991-09-06 1995-05-17 Nuovopignone Ind Meccaniche Ef Bruciatore perfezionato, particolarmente adatto per caldaie murali
AU673594B2 (en) * 1993-06-22 1996-11-14 Jetmaster Fireplaces Pty Ltd Gas burner
DE10262231B4 (de) 2002-07-04 2009-04-16 Sgl Carbon Ag Verfahren zur Erzeugung von Wasserstoff

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2054822B (en) * 1979-06-15 1983-04-07 Urquhart Eng Co Ltd Controlled combustion of gases
WO1986006155A1 (en) * 1985-04-08 1986-10-23 Miura Co., Ltd. Surface combustion type fluid heater

Also Published As

Publication number Publication date
GB8825515D0 (en) 1988-12-07
NO894331D0 (no) 1989-10-31
CA2001748A1 (en) 1990-05-01
EP0367352B1 (en) 1993-05-26
DE68906760D1 (de) 1993-07-01
DE68906760T2 (de) 1993-10-07
NO894331L (no) 1990-05-02
AU620943B2 (en) 1992-02-27
EP0367352A1 (en) 1990-05-09
AU4538589A (en) 1991-06-06
NO172993C (no) 1993-10-06
ZA898311B (en) 1990-07-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3832122A (en) Reduction of nitrogen oxides from products of hydrocarbon combustion with air
KR101570259B1 (ko) 고온 산소 발생기의 신뢰성 있는 점화
US4073871A (en) Joint combustion of off-gases and liquid residues containing chlorinated hydrocarbons with hydrochloric acid recovery
US4435153A (en) Low Btu gas burner
US3810732A (en) Method and apparatus for flameless combustion of gaseous or vaporous fuel-air mixtures
US7666367B1 (en) Method for a burner and a corresponding device
JPH04500265A (ja) 高発光火炎を発生させる方法および装置
KR100374753B1 (ko) 다중-오리피스(공-환상)버너를사용한액체탄화수소-함유연료의부분산화에의한합성가스의제조방법
US3825400A (en) Gas fuel blowpipe for burning reaction gas mixtures
JP2524025B2 (ja) 低カロリ―ガスの燃焼バ―ナ構造およびその燃焼方法
US4488868A (en) Apparatus and method for the combustion of water-in-oil emulsion fuels
US2725933A (en) Gas burner apparatus for the generation of carbon monoxide and hydrogen
JPH0240716B2 (no)
US3802827A (en) Method and apparatus for producing a protective atmosphere in heating furnaces
JP2582365B2 (ja) 還元性ガス発生装置
NO172993B (no) Brenner for partiell oksydering av et gassformig brensel og et oksyderingsmiddel
JP4009193B2 (ja) 加熱炉の運転方法
GB2099132A (en) Fuel burners and their operation
US2763476A (en) Two stage combustion furnace
US3519396A (en) Means for injecting a gaseous reactant
JPS6017612A (ja) 固体燃料の部分酸化方法、および該方法に使用されるバーナー
US5216968A (en) Method of stabilizing a combustion process
RU2134154C1 (ru) Аппарат для проведения эндотермической реакции
US3119440A (en) Method of pre-mixing co gas and air in a co fired steam generator
US3250601A (en) Method for producing synthesis gas