NO318705B1 - Fremgangsmate og reaktor for forbrenning av brennstoffer - Google Patents

Fremgangsmate og reaktor for forbrenning av brennstoffer Download PDF

Info

Publication number
NO318705B1
NO318705B1 NO20002364A NO20002364A NO318705B1 NO 318705 B1 NO318705 B1 NO 318705B1 NO 20002364 A NO20002364 A NO 20002364A NO 20002364 A NO20002364 A NO 20002364A NO 318705 B1 NO318705 B1 NO 318705B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
reaction chamber
reactor
combustion
air
fuel
Prior art date
Application number
NO20002364A
Other languages
English (en)
Other versions
NO20002364D0 (no
NO20002364L (no
Inventor
Franz Josef Staffler
Vincenzo Branzi
Original Assignee
Bramle Trading Internac Lda
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 Bramle Trading Internac Lda filed Critical Bramle Trading Internac Lda
Publication of NO20002364D0 publication Critical patent/NO20002364D0/no
Publication of NO20002364L publication Critical patent/NO20002364L/no
Publication of NO318705B1 publication Critical patent/NO318705B1/no

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C99/00Subject-matter not provided for in other groups of this subclass
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G7/00Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
    • F23G7/05Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste oils
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23LSUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L7/00Supplying non-combustible liquids or gases, other than air, to the fire, e.g. oxygen, steam
    • F23L7/002Supplying water
    • F23L7/005Evaporated water; Steam

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Feeding And Controlling Fuel (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Manufacture Of Iron (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Nozzles For Spraying Of Liquid Fuel (AREA)
  • Pressure-Spray And Ultrasonic-Wave- Spray Burners (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte for forbrenning av brennstoffer hvor brennstoffene blir brent sammen med luft, eventuelt med tilsats av vann og/eller et oksiderende middel, og en reaktor for en slik forbrenningsmetode med et reaksjonskammer som har forsyningsåpninger for brennstoffet, luften, eventuelt vannet og/eller det oksiderende midlet og en utløpsåpning for forbrenningsproduktene.
En forbrenningsfremgangsmåte og en forbrenningsreaktor i henhold til innledningen til de respektive selvstendige patentkravene 1 og 7 er kjent fra den publiserte tyske patent-søknad DE 2118073.1 denne publikasjonen er det foreslått for avhendelsen av foruren-sede væsker og slamvelling å innføre to ikke-blandbare faser av brennstoffet som skal brennes ved hjelp av en forstøvningsanordning sammen med oksygen fra luften inn i reaksjonskammeret, hvor det blir dannet en pseudohomogen blanding, som blir gassifi-sert og brent. Videre er det i kammeret ment å tilveiebringe en resirkulasjonsbevegelse for homogeniseringen av blandingen. I denne sammenhengen skal en del av brennstoffet flyte langs kammerveggene og absorbere varme fra disse. I denne fremgangsmåten blir brennstoffet innført i aksial retning inn i et sylindrisk reaksjonskammer. Reaksjonskammeret kan etterfølges av et relaksasjonskammer, som tjener til å avkjøle avfallsgas-sene og avsette ikke-forbrente støvpartikler.
I en forbrenning i samsvar med DE 2118073 er det essensielt å holde de indre veggene til reaksjonskammeret på en temperatur som korresponderer med temperaturen i den gassformige reaksjonsmassen. Dette har ulemper under oppstarten av brenneren siden knapt brennbare substanser kan danne reststoffer ved bunnen av reaksjonskammeret. Det samme gjelder for ikke-brennbare komponenter slik som støv, som er vanskelig å transportere ut av reaksjonskammeret på grunn av sirkulasjonsbevegelsen i reaksjonskammeret. Enn videre ikke geometrien til reaktoren høye strømningshastigheter.
En anordning og fremgangsmåte for forbrenningen av olje med tilsatsen av vann er kjent fra W095/23942, hvor olje blir innført i et forbrenningskammer inntil det er dannet et oljebad, som så blir forvarmet til en temperatur på mellom 250 °C og 350 °C. Så blir vann sprøytet på overflaten til det varme oljebadet, hvilket resulterer i et flammeut-brudd med den samtidige forsyningen av luft inn i forbrenningskammeret. Nivået til oljebadet bør ikke ha en høyde på under 3 til 4 mm under forbrenningen for å forhindre et avbrudd i forbrenningen. Anordningen som anvendes til dette formålet innbefatter generelt et forbrenningskammer i formen av en avkortet pyramide eller kjegle med side-forsyningsåpninger for olje og vann fra korresponderende reservoarer. Oljebadet er elektrisk oppvarmet. Luft entrer sammen med vannet inn i det indre av forbrenningskammeret. Flammen med en temperatur på 1200 °C til 2000 °C blir innført inn i en ovn via et sylindrisk rør for oppvarmingsformål.
I denne kjente fremgangsmåten for forbrenning, spesielt av spilloljer, har temperatur-gradienten som opptrer i oljebadet i retningen mot bunnen vist seg å være ufordelaktig siden bunntemperaturen kan være lavere enn fordampningstemperaturene til tunge frak-sjoner i spilloljen, med hvilket resultat disse danner en ikke fullstendig brennbar olje-masse ved bunnen av forbrenningskammeret. Injisering av oljen via et munnstykke er ikke praktisk siden reststoffer og høyviskøse komponenter i spilloljen vil føre til tilstopping av munnstykkene. Enn videre blir hele anordningen med dens mate- og forvar-mingsinnretninger konstruktiv kompleks. Få grunn av de gjenværende restene er det vanskelig å foreta prosesstyring, spesielt under nedkjøring. Anordningen er derfor ikke egnet for en kontinuerlig drift.
Fra GB 765 197 er det kjent en anordning for forbrenningen av væske og brennstoffer som kan gjøres flytende, hvilken anordning består av et sylindrisk forbrenningskammer med et tilliggende brannrom, som er åpent mot toppen. Det flytende brennstoffet innfø-res radialt eller tangentialt inn i det indre av forbrenningskammeret, og luft blir innført separat og tangentielt, mens brennstoffet er i kontakt med den indre overflaten av forbrenningskammeret og blir fordampet og brent der. Temperaturer som opptrer i brann-rammet er mellom 1500 °C og 1800 °C. Med ufullstendig forbrenning med redusert luftforsyning blir brennstoffet krakket med hjelp av levert damp, hvorved tungoljer blir dekomponert til lavere hydrokarboner, hydrogen og karbonmonoksid.
Også i denne kjente forbrenningsfremgangsmåten er leveringsmåten teknisk krevende og enn videre er det fare for at temperaturen i visse veggområder ikke er tilstrekkelig til å fordampe tyngre spilloljefraksjoner, som så samler seg på bunnen av forbrenningskammeret og danner en ikke-forbrennbar rest der. Det blir ikke innført vanndamp for den virkelige forbrenningen, men bare for krakking av tunge oljer.
I US 4 069 005 er det foreslått forbrenning av en vann/brennstoff/luftblanding under tilstedeværelsen av en metallkatalysator (nikkel), hvor det i det indre av brenneren er det anordnet flere stablede plater, som også kan bestå av metallkatalysatoren, for å øke ef-fektiviteten til den resulterende krakkingen. I anordningen som tjener til dette formålet blir flytende brennstoffer og vann henholdsvis ført på katalysatoren ovenfra og platene er blitt oppvarmet til en temperatur som ligger over 800 °C i en forvarmingsfase. De stigende dampene blir ført langs metallkatalysatoren, hvorved lett brennbare gassformige hydrokarboner blir generert ved krakking, og som brenner i den videre prosessen, hvorved forbrenningsgasser på 800 °C til 1000 °C blir generert.
For genereringen av en lang flamme for oppvarming av en industrikjele blir i US 3 804 579 olje og luft brent sammen med vanndamp, som blir generert i en varmevekslerspole av flammen. Her brenner den forlengede flammen ved omtrent 730 °C.
Sluttlig er det fra DE 39 29 759 C2 kjent utstyr for å brenne spilloljeprodukter hvor spilloljen blir blandet med en vanlig fyringsolje med en kjent mindre viskositet, slik at det dannes et gjennomsnittsprodukt med konstant viskositet, som så blir forvarmet og injisert i en tank. På den motsatte siden av tanken er det tilveiebrakt innmatingsanord-ninger for luft, vann og vanlige nøytraliseirngsmidler. For injisering av oljen blir det brukt en blanding av luft eller vanndamp. Kontrollutstyret for blandingsforholdet til oljene og injiseringsanordningen for oljeblandingen med tilleggsforsyningsledninger for luft og nøytraliserende midler fører til et konstruksjonsmessig komplekst utstyr, som er vanskelig å styre, og som ikke arbeider effektivt, fordi det foruten det aktuelle forbren-ningsproduktet av spillolje må brennes betydelige mengder normal fyringsolje, hvilket i stor grad begrenser avhendingskapasiteten. Den enkle forbrenningstanken kan ikke un-derstøtte forbrenningsprosessen.
Det er et formål med den foreliggende oppfinnelsen å tilveiebringe en fremgangsmåte for miljøvennlig forbrenning av brennstoffer i en vilkårlig opphopningstilstand, eventuelt med tilsatsen av vann og/eller et oksiderende middel, hvor brennstoffet blir brent uten at det dannes rester og med en høy energieffektivitet. Reaktoren som passer til dette er ment å optimalisere forbrenningsprosessen i kontinuerlig drift med lave konstruk-sjonsmessige foranstaltninger, og den bør være så vedlikeholdsfri som mulig, og den bør dessuten være selvrensende.
Dette formålet oppnås med en fremgangsmåte og reaktor av den innledningsvis nevnte art som er kjennetegnet ved trekkene i karakteristikken til de selvstendige patentkravene log 7.
Fordelaktige utførelser av oppfinnelsen er angitt i de uselvstendige patentkravene.
I henhold til oppfinnelsen blir det faste og/eller flytende og/eller gassaktige brennstoffet, eventuelt vannet og/eller et oksiderende middel, innført i et reaksjonskammer under høyt trykk i aksial retning ved hjelp av luft under trykk, hvor mengden av injisert trykksatt luft korresponderer med mengden luft som er nødvendig for den fullstendige forbrenningen, og den innførte blandingen blir ført til en avbøyningsoverflate i det indre av reaksjonskammeret, hvorved den blir ytterligere forstøvet, væskekomponenter fordamper, faste komponenter sublimerer og blandingen brenner eksplosivt før den når veggen til bunnen til reaksjonskammeret. Den eksplosive forbrenningsprosessen kan forklares ved den høye graden av overflateøkning til blandingen som innføres i reaksjonskammeret: (a) brennstoffet som leveres av trykksatt luft blir disintegrert og forstøvet, når det blir
injisert inn i reaksjonskammeret,
(b) det eksisterende trykket er fremdeles tilstrekkelig til å bringe brennstoffet med høy hastighet til en avbøyningsoverflate i det indre av reaksjonskammeret, hvor et sam-menstøt og en refleksjon forårsaker ytterligere fordeling og forstøvning.
Tilleggsvann injisert med trykksatt luft blir forstøvet til smådråper når det entrer reaksjonskammeret, og dråpene endrer seg til vanndamp som blir fordelt i alle retninger i det indre rommet av reaksjonskammeret av avbøyningsoverflaten. Ekspansjonen forårsaket av den plutselige fordampningen understøtter en blanding av brennstoffene med den tilstedeværende trykksatte luften og vanndampen, hvilket fører til en effektiv forbrenning, spesielt av lite brennbare brennstoffkomponenter. På denne måten kan utfelling av brennstoff ved den indre veggen og konsentrasjon av rester ved bunnen mer effektivt unngås, slik at reaktoren renser seg selv.
Den trykksatte luftstrømmen kan injiseres ved 2 til 10 bar, fortrinnsvis ved 3 til 5 bar, inn i reaksjonskammeret. Ved disse trykkene er kombinasjonen av forstøvningen ved utgangen fra forsyningsledningen med forstøvningen forårsaket ved støtet mot avbøy-ningsoverflaten i det indre rommet av reaksjonskammeret spesiell effektiv.
Brennstoffene, vannet og/eller det oksiderende midlet blir respektivt innført separat eller som en blanding via et eller flere Venturi-rør inn i den trykksatte luftstrømmen. Gassaktig brennstoff kan derved innføres individuelt inn i reaksjonskammeret. Denne forsy-ningsmåten gir gode doseringsmuligheter med lave konstruktive foranstaltninger og øker samtidig forstøvningseffekten ved inngangen til reaksjonskammeret. Injiseringen i reaksjonskammeret blir utført ved hjelp av et normalt rør med liten diameter uten en munnstykketopp, hvorved tilstopping av munnstykket ved forbrenning av spilloljer med ikke-brennbare reststoffer eller høyst viskøse komponenter forhindres. De konstruktive foranstaltningene eller problemene blir senket ytterligere ved bruken av lite Venturi-rør til leveringen av brennstoffene og vannet.
Det er fordelaktig å holde temperaturen inne i reaksjonskammeret homogen i forhold til reaksjonskammerets akse ved hjelp av varmeledende reaktorvegger. Når avbøynings-overflaten frembringer en symmetrisk fordeling av blandingen inne i reaksjonskammeret, kan det oppnås en mer jevn forbrenning ved en symmetrisk temperaturfordeling.
Med en forutbestemt geometri på reaksjonskammeret kan innstrømningshastighetene til blandingen som skal brennes justeres slik at den resulterende forbrenningsflammen forlater reaksjonskammeret med i det minste lydhastigheten og den resulterende varme-energien blir transportert til utsiden for ytterligere bruk. Dette kan forbedres ytterligere ved hjelp av passende reaktorgeometrier som beskrevet nedenfor.
Tenningen av blandingen i reaksjonskammeret blir fortrinnsvis foretatt ved hjelp av en startflamme eller en generert gnist. Det kan være fordelaktig å forvarme brennstoffene, vannet eller luften av spillvarmen som genereres under forbrenningen, før disse blir innført i reaksjonskammeret. Spesielt blir det lettere å transportere tung olje ved mins-kingen av hastigheten som oppnås ved dette. Fluiddynamikken til forbrenningsprosessen kan påvelges ved innsatser som kan innføres i det indre rommet av reaksjonskammeret.
Det er fordelaktig i tillegg å krakke eller spalte brennstoffet under forbrenningen, idet det kan anvendes for eksempel et nikkelholdig materiale som katalysator.
Reaktoren i henhold til oppfinnelsen har et hyperboloid reaktorhode som ligger inntil utløpsåpningen fra reaksjonskammeret og hvis tverrsnitt øker derfra. Forbrenningsflammen brenner ved dette reaktorhodet. Den munnstykkelignende geometrien til reaktoren forårsaker derved en akselerasjon av forbrenningsgassene med dannelsen av et korresponderende vakuum i utløpsområdet fra reaktorkammeret, hvilket fører til en ytterligere akselerasjon av substansene som skal brennes i det indre av reaktorkammeret i retningen til utløpsåpningen, hvilket på positiv måte påvirker forbrenningen og selvren-singen av reaktoren.
Munnstykkeeffekten kan forbedres ved at reaksjonskammeret er gitt en avsmalnende form, i det minste i dets øvre parti i retningen mot utløpsåpningen, hvorved den avsmalnende delen kan være tilveiebrakt spesielt som en avkortet pyramide eller en kjegle. På den annen side kan hele reaksjonskammeret ha en hyperboloid form slik at den avsma-ler i retningen mot utløpsåpningen.
Med den munnstykkeformede reaktorgeometrien er det fordelaktig å innleire forsyningsåpningene for brennstoffene (og vannet) i bunnen av reaksjonskammeret, slik at disse er rettet parallelt med aksen til reaksjonskammeret. Herved bestemmes aksen til reaksjonskammeret som den foretrukne strømningsretningen, i hvilken en defleksjons-eller avbøyningsoverflate kan være anordnet for å bedre fordelingen av blandingen som skal brennes, og som først avbøyer blandingen fra aksen til reaksjonskammeret og blandingen blir så rettet igjen mot denne aksen på grunn av den nevnte munnstykkeeffekten. Videre blir utstrømmingen fra forsyningsåpningene begunstiget av trykkforholdene.
Det kan anvendes en kjegle hvis topp er rettet mot strømningsretningen til brennstoffet, eller en pyramide, av et flammemotstandsdyktig materiale, som er rettet på samme måten, som avbøyningsoverflate for å oppnå en homogen fordeling, idet kjeglen eller py-ramiden er anordnet i det indre av reaksjonskammeret langs dets akse. Forbrenningsprosessen kan derved optimaliseres ved symmetrisk fordeling i tverrsnittet til reaksjonskammeret ved hjelp av fysiske kvantiteter slik som trykk, strømningshastighet, turbu-lens og temperatur.
Dersom det er meningen at brennstoffet skal tilleggsspaltes eller krakkes, er det fordelaktig å tilveiebringe en metallkatalysator, og spesielt en som inneholder nikkel, for eksempel i de indre veggene til reaksjonskammeret som flammeresistente innsatser i det indre av reaksjonskammeret eller til og med i avbøyningsoverflaten. En høy effektivitet i den katalytiske spaltingen kan oppnås ved hjelp av en skjellformet eller porøs metallkatalysator med en stor overflate.
Reaktoren kan som helhet være fremstilt av et materiale slik som rustfritt stål, men den kan også, i det minste delvis, være fremstilt av en spesielt varmeresistent og mekanisk robust legering slik som en Ni-Mo-Cr-Co-legering ("Nimonic"). Enn videre kan reaktoren være omgitt av en ytre isolasjon av keramiske fibre eller fiberglass for å redusere mengden utstrålt varme og holde temperaturen i reaksjonskammeret over 1000 °C.
Oppfinnelsen skal i det etterfølgende beskrives mer detaljert i en utførelse med henvis-ning til tegningene.
Fig. 1 viser en reaktor i henhold til oppfinnelsen sett nedenfra og i perspektiv.
Fig. 2 er et transparent perspektivriss tatt ovenfra av reaktoren, og fig. 3 er et transparent sideriss av reaktoren. Figurene viser reaktoren 1 i henhold til oppfinnelsen med et reaksjonskammer 2, med
reaktorhodet 3 inntil den ytre åpningen 4. Forsyningsledninger 5 og 6 er innleiret i sen-teret av bunnen til reaktoren 1 i koaksial retning. Som avbøyningsoverflate er det i dette eksempelet anordnet en kjegle 7, hvis topp er orientert i retningen til forsyningsledningene 5 og 6, langs aksen i det indre av reaksjonskammeret 2.
Den øvre delen av reaksjonskammeret 2 i dette eksempelet avtar på hyperboloid måte i retningen mot utløpsåpningen 4 og fortsetter derfra hyperboloid i reaktorhodet 3. Denne geometrien frembringer en munnstykkeeffekt som sørger for at strømmende gasser blir suget ut av det indre av reaksjonskammeret 2 av vakuumet i området til utløpsåpningen og reaktorhodet, hvorved forsyningstrykket i forsyningsledningene 5 og 6 kan reduse-res. Samtidig muliggjør dette selvrensning av reaktoren siden ikke-brennbare partikler og rester blir suget ut av sugeeffekten ut av det indre av reaktoren. Slike rester kan av-hendes ved å filtrere forbrenningsgassene.
I denne utførelsen har reaktoren et volum på omtrent 15 liter og er fremstilt av rustfritt stål. Det foretrekkes å fremstille den av et mer temperaturresistent og mekanisk mer
sterkt materiale slik som en Nimonic-legering, som har den følgende sammensetningen: C = 0,057; Si = 0,18; Mn = 0,36; S = 0,002; Al = 0,47; Co = 19,3; Cr = 19,7; Cu = 0,03; Fe = 0,55; Mo = 5,74; Ti = 2,1, Ti+al = 2,59 (i vektprosent), ppm-mengder av Ag, B, Bi og Pb utlignet med nikkel. Elementene i materialet forårsaker samtidig en katalytisk
spalting av hydrokarboner. Reaktoren kan fremstilles av dette materialet med veggtyk-kelser på 3 til 4 mm, hvilket tilsvarer 5 til 7 mm med rustfritt stål. En ytre isolasjon av reaktoren 1 av et materiale bestående av keramiske fibre eller fiberglass, som minsker varmeutstrålingen og således øker temperaturen i det indre av reaktoren, er fordelaktig.
I forsyningsledningene 5, som er tilformet av Venturi-rør med en diameter på 3 til 7 mm, blir flytende brennstoff, nemlig spillolje og tungoljer av forskjellige sammenset-ninger og fast brennstoff, spesielt tørket olivenbagasse og kloakkslam, suget av trykksatt luft fra respektive (ikke vist) reservoarer og transportert inn i det indre av reaksjonskammeret 2 med trykk på 3 til 5 bar. Ved utløpet av forsyningsledningene 5 disin-tegrerer brennstoffstrømmen og brennstoffet støter mot avbøyningsoverflaten 7 med høy hastighet, hvorfra brennstoffet blir symmetrisk fordelt inn i tverrsnittet til reaksjonskammeret. Vann injisert gjennom en forsyningsledning 5 blir forstøvet og fordampet når det slipper inn i reaksjonskammeret 2, og vanndampen blir også symmetrisk fordelt i reaksjonskammeret 2. Med forsyningsledningen 6, som også forsyningsledningene 5 er anordnet i, kan trykksatt tilleggsluft mates dersom det er ønsket om dette for å tilveiebringe luftmengden som er nødvendig for den fullstendige forbrenningen.
Omtrent 30 til 40 liter vann pr. time og 80 til 80 liter spillolje pr. time blir innført i reaksjonskammeret 2. Faste brennstoffer slik som tørket biomasse blir matet med 110 til 130 liter pr. time. Dersom flytende og faste stoffer også skal innføres, må de leverte mengdene minskes korresponderende. Energien til brenneren er nesten 1 MWt. Giftige emi-sjoner er lave og neglisjerbare.
Styringen eller kontrollen av forbrenningsprosessen blir utført ved å måle temperaturen, mengden og den kjemiske sammensetningen av forbrenningsgassene. Tilsvarende blir mengdene forsynt eller levert vann, luft og brennstoff kontrollert eller styrt.
Den illustrerte strukturen til reaktoren resulterer i en symmetrisk fordeling av de fysiske kvantitetene i forbrenningsprosessen rotasjonsmessig symmetrisk i forhold til aksepunk-ter til reaksjonskammeret 2.1 et tverrsnitt av reaksjonskammeret 2 er størrelsen på temperaturen, trykk og strømningshastighet til gassene nærmest konstant. Temperaturen øker fra bunnen av reaksjonskammeret 2 i retningen mot utløpsåpningen 4, mens en utflating av temperaturgradientene forårsakes av de varmeledende reaktorveggene under kontinuerlig drift.
Fluiddynamikken til forbrenningsprosessen kan justeres ved en endring av reaktorgeometrien og posisjonen og geometrien til avbøyningsoverflaten.
Brennstoffene blir fullstendig forbrent i reaktoren. Eventuelle ikke-brennbare rester blir transportert av sugeeffekten ut av det indre av reaktoren og kan oppsamles med et filter. Munnstykkeeffekten til reaktoren 1 kan justeres sammen med forsyningshastigheten slik at forbrenningsgassene forlater reaktorhodet 3 med lydhastigheten ved en temperatur på omtrent 1200 til 1500 °C.
Forskjellige industrielle anvendelser av reaktoren og forbrenningsrfemgangsmåten i henhold til oppfinnelsen er fordelaktige. For eksempel kan det med de varme forbrenningsgassene drives en fluidseng hvori sand gjennomtrenges av varme gasser. Slike fluidsenger blir vanligvis brukt til å rense objekter (for eksempel for lakkrester). Denne bruken er også fordelaktig for avhendingen av spesialavfall. Biomasse kan utsettes for en pyrolyseprosess på fluidsengen ved tilsiktet mangel på luft, hvorved det frembringes faste og gassaktige brennstoffer som kan leveres direkte til fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen. Enn videre kan de genererte forbrenningsgassene anvendes direkte til strømgenerering i en forbrenningsmotor. Sluttlig kan forbrenningsfremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen anvendes til den kombinerte genereringen av varme og elektrisk strøm, dvs. for driften av dampturbiner og også gassturbiner.
Oppfinnelsen muliggjør en miljøvennlig forbrenning av avfallsprodukter som er vanske-lige å avhende, slik som spilloljer med forskjellig sammensetning, kloakkslam, olivenbagasse, mineralkarbon og andre brennbare avfallsprodukter.

Claims (13)

1. Fremgangsmåte for forbrenning av brennstoffer, hvor brennstoffene blir innført i et reaksjonskammer (2) i dets aksiale retning ved hjelp av trykksatt luft og brent, eventuelt med tilsats av vann, karakterisert ved at a) et fast og/eller flytende og/eller gassaktig brennstoff blir brukt, eventuelt med tilsatsen av et oksiderende middel, b) mengden av injisert trykksatt luft korresponderer med mengden av luft som er nødvendig for den fullstendige forbrenningen, og c) den innførte blandingen blir ført til en avbøyningsoverflate i det indre av reaksjonskammeret (2), hvorved den blir fordelt, flytende og/eller faste komponenter blir ytterligere forstøvet, flytende komponenter fordamper, faste komponenter sublimerer og blandingen starter å brenne eksplosivt, før den kan nå veggen eller bunnen av reaksjonskammeret (2).
2. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved at den trykksatte luftstrømmen eller de trykksatte luftstrømmene blir injisert i reaksjonskammeret (2) ved et trykk på omtrent 2 til 10 bar, fortrinnsvis ved 3 til 5 bar.
3. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1-2, karakterisert ved at gassaktig brennstoff blir innført separat fra den innførte trykksatte luften inn i reaksjonskammeret (2).
4. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved at innstrømningshastighetene i reaksjonskammeret (2) blir justert slik at forbrenningsflammen forlater reaksjonskammeret (2) med i det minste hastigheten til lyd, ved en forutbestemt geometri av reaksjonskammeret.
5. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved at det indre rommet til reaksjonskammeret (2) er formet fluiddynamisk av innsatser som kan innføres i reaksjonskammeret.
6. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved at et hydrokarboninneholdende fluid blir katalytisk krakket eller spaltet i forbrenningen.
7. Reaktor for en forbrennmgsfremgangsmåte hvor brennstoff blir brent sammen med luft, eventuelt med tilsatsen av vann og/eller et oksiderende middel, hvilken reaktor omfatter et reaksjonskammer med forsyningsåpninger for brennstoffet, luften, det oksiderende midlet og/eller vannet, og en utløpsåpning for forbrenningsproduktene, karakterisert ved at en avbøyningsoverlfate (17) er anordnet i det indre av reaksjonskammeret (2) i innstrømningsretningen gitt av forsyningsåpningene, og hvor reaktoren (1) har et hyperboloidalt reaktorhode (3), som er anordnet ved eller tilliggende til utløpsåpningen (4) til reaktorkammeret (2) og hvis tverrsnitt utvider seg derfra.
8. Reaktor i henhold til krav 7, karakterisert ved at reaksjonskammeret (2) er avsmalnende ved i det minste den øvre delen i retningen mot ut-løpsåpningen (4).
9. Reaktor i henhold til krav 8, karakterisert ved at den avsmalnende delen av reaktorkammeret (2) er formet som en avkortet pyramide eller kjegle.
10. Reaktor i henhold til krav 8, karakterisert ved at reaksjonskammeret (2) er formet hyperboloidalt.
11. Reaktor i henhold til krav 7, karakterisert ved at åp-ningene til forsyningsledningene (5, 6) er innleiret i bunnen av reaksjonskammeret (2) og er rettet parallelt med aksen til reaksjonskammeret (2).
12. Reaktor i henhold til krav 7, karakterisert vedatav-bøyningsoverflaten (7) er tilformet av en kjegle eller pyramide hvis topp peker i retningen til forsyningsåpningene.
13. Reaktor i henhold til krav 7, karakterisert ved at en metallkatalysator er tilveiebrakt i det indre av reaksjonskammeret (2), for eksempel i reaksjonskammerveggene, i flammeresistente innsatser i det indre av reaksjonskammeret (2) eller i avbøyningsoverflaten (7).
NO20002364A 1997-11-10 2000-05-05 Fremgangsmate og reaktor for forbrenning av brennstoffer NO318705B1 (no)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19749688A DE19749688A1 (de) 1997-11-10 1997-11-10 Verfahren zur Verbrennung organischer Brennstoffe und Brenner hierfür
PCT/EP1998/007175 WO1999024756A1 (de) 1997-11-10 1998-11-10 Verfahren und reaktor zur verbrennung von brennstoffen

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO20002364D0 NO20002364D0 (no) 2000-05-05
NO20002364L NO20002364L (no) 2000-05-05
NO318705B1 true NO318705B1 (no) 2005-04-25

Family

ID=7848212

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20002364A NO318705B1 (no) 1997-11-10 2000-05-05 Fremgangsmate og reaktor for forbrenning av brennstoffer

Country Status (16)

Country Link
US (1) US6575733B1 (no)
EP (1) EP1031000B1 (no)
JP (1) JP3509753B2 (no)
CN (1) CN1153925C (no)
AT (1) ATE204974T1 (no)
AU (1) AU734573C (no)
CA (1) CA2309650C (no)
DE (2) DE19749688A1 (no)
DK (1) DK1031000T3 (no)
ES (1) ES2163304T3 (no)
HK (1) HK1030448A1 (no)
NO (1) NO318705B1 (no)
PL (1) PL193419B1 (no)
PT (1) PT1031000E (no)
RU (1) RU2198349C2 (no)
WO (1) WO1999024756A1 (no)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10158295B4 (de) 2001-11-23 2005-11-24 Bramble-Trading Internacional Lda, Funchal Strömungskörper
DE29901945U1 (de) 1999-02-04 1999-05-12 Stolzenhoff, Helmut, 44536 Lünen Brenner mit flüssigem Brennstoff
CN1300503C (zh) * 2004-11-08 2007-02-14 崇庆华 一种利用废油料在燃烧器中的燃烧方法
KR20110093949A (ko) 2005-09-20 2011-08-18 이데미쓰 고산 가부시키가이샤 스퍼터링 타겟, 투명 도전막 및 투명 전극
CN101761919B (zh) * 2008-12-24 2012-07-18 许金聪 生物燃料爆化燃烧系统
ITTO20110826A1 (it) * 2011-09-15 2013-03-16 Guido Parisi Centrale domestica a piu' funzioni, dispositivo per la sua alimentazione con idrogeno e metodo di funzionamento della stessa
RU2671748C2 (ru) * 2013-09-20 2018-11-06 Спрэинг Системс Ко. Узел распылительной форсунки с высоким кпд/низким давлением для каталитического крекинга
RU2674958C2 (ru) * 2013-09-20 2018-12-13 Спрэинг Системс Ко. Распылительная форсунка для флюидизированного каталитического крекинга
CN105722602A (zh) * 2013-09-20 2016-06-29 喷雾系统公司 具有液体入口延伸和扩散部的催化裂化喷雾喷嘴组件
RU2673851C1 (ru) * 2013-11-12 2018-11-30 Спрэинг Системс Ко. Распылительная форсунка с внутренним кольцом для дисперсии жидких частиц для каталитического крекинга
KR101452423B1 (ko) 2013-12-10 2014-10-22 금호석유화학 주식회사 고속 분사를 이용한 이종 유체의 혼합반응기
JP5815087B2 (ja) * 2013-12-10 2015-11-17 コリア クムホ ペトロケミカル カンパニー., リミテッド 高速噴射を利用した異種流体の混合反応器
CN108019740A (zh) * 2017-11-20 2018-05-11 徐州工程学院 一种生物质燃料锅炉装置及其工作方法
CN111157576B (zh) * 2020-01-16 2024-06-14 天津大学 用于离心旋转状态下火焰观测的固体燃烧反应器

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2539165A (en) * 1946-11-30 1951-01-23 Cyclotherm Corp Dispersible fuel burner having a reverse gas flow flame stabilizer
US2823519A (en) * 1950-02-14 1958-02-18 Dudley B Spalding Revolving fuel vaporizer and combustion stabilizer
GB765197A (en) * 1952-11-13 1957-01-02 Basf Ag Improvements in apparatus for the combustion or gasification of liquid or liquefiable fuels, in particular those which are difficultly combustible
FR90660E (fr) * 1966-07-20 1968-01-26 Saint Gobain Perfectionnements aux brûleurs à combustion interne
US3320744A (en) * 1965-11-15 1967-05-23 Sonic Dev Corp Gas turbine engine burner
FR1591287A (no) * 1968-11-06 1970-04-27
DE1917666C3 (de) * 1969-04-05 1980-11-20 Wintershall Ag, 3100 Celle Verfahren zum Verfeuern von pumpfähigen, mit Feststoffen durchsetzten Gemischen, insbesondere von ölhaltigen Schlämmen
FR2088628A5 (no) * 1970-04-20 1972-01-07 Heurtey Sa
GB1376319A (en) * 1971-11-01 1974-12-04 Secr Defence Combustion devices
US3921391A (en) * 1972-04-13 1975-11-25 Us Navy Combustor wing vortex generators
US3804579A (en) 1973-06-21 1974-04-16 G Wilhelm Fluid fuel burner
US5558513A (en) * 1974-01-02 1996-09-24 Ionic Fuel Technology, Inc. Vapor catalyst system for combustion
JPS50119334A (no) * 1974-03-07 1975-09-18
CH585874A5 (no) 1975-07-04 1977-03-15 Demoiseau Bernard
US4069005A (en) 1976-03-16 1978-01-17 Narayanaswami Palani Method and apparatus for producing heat
FR2349368A1 (fr) * 1976-04-26 1977-11-25 Charbonnages De France Procede et dispositif d'introduction et de dispersion d'une matiere boueuse dans une enceinte
IT1117662B (it) * 1977-01-14 1986-02-17 Italimpianti Bruciatore radiante per combustibile liquidi e gassosi
US4115862A (en) * 1977-06-20 1978-09-19 Phillips Petroleum Company Process control method and apparatus
US5055030A (en) * 1982-03-04 1991-10-08 Phillips Petroleum Company Method for the recovery of hydrocarbons
US4726759A (en) * 1986-04-18 1988-02-23 Phillips Petroleum Company Method and apparatus for stimulating an oil bearing reservoir
FR2625295B1 (fr) * 1987-12-24 1990-04-13 Gaz De France Procede et appareil destines a assurer la combustion etagee d'un melange combustible-comburant diminuant la production d'oxydes d'azote
DE3929759A1 (de) * 1989-09-07 1991-03-21 F & R Beteiligungs Gmbh Anlage zur umweltfreundlichen umwandlung von mineralstoffhaltigen, nicht-regenerierbaren, gegebenenfalls hochkontaminierten altoelprodukten wechselnder zusammensetzung in verwertbare produkte
US5095696A (en) * 1990-01-02 1992-03-17 General Electric Company Asymmetric flameholder for gas turbine engine afterburner
US4972823A (en) * 1990-02-12 1990-11-27 Stadin Arne H Safety stove and burner assembly
US5236327A (en) * 1990-11-16 1993-08-17 American Gas Association Low NOx burner
TW211603B (no) * 1991-06-03 1993-08-21 Mitsubishi Heavy Ind Ltd
US5328355A (en) * 1991-09-26 1994-07-12 Hitachi, Ltd. Combustor and combustion apparatus
US5456216A (en) * 1992-12-21 1995-10-10 Chiyoda Corporation Method and apparatus of combustion for a pipestill heater
JP2904701B2 (ja) * 1993-12-15 1999-06-14 株式会社日立製作所 ガスタービン及びガスタービンの燃焼装置
EP0746731B1 (en) 1994-03-03 1999-09-22 Selany Corporation N.V. A method of and device for producing energy

Also Published As

Publication number Publication date
DK1031000T3 (da) 2001-12-27
EP1031000B1 (de) 2001-08-29
ATE204974T1 (de) 2001-09-15
EP1031000A1 (de) 2000-08-30
RU2198349C2 (ru) 2003-02-10
CA2309650A1 (en) 1999-05-20
CN1153925C (zh) 2004-06-16
PL193419B1 (pl) 2007-02-28
PL340823A1 (en) 2001-02-26
AU1561499A (en) 1999-05-31
DE19749688A1 (de) 1999-05-12
HK1030448A1 (en) 2001-05-04
CN1281544A (zh) 2001-01-24
ES2163304T3 (es) 2002-01-16
NO20002364D0 (no) 2000-05-05
JP3509753B2 (ja) 2004-03-22
PT1031000E (pt) 2002-02-28
NO20002364L (no) 2000-05-05
AU734573B2 (en) 2001-06-14
JP2001522979A (ja) 2001-11-20
WO1999024756A1 (de) 1999-05-20
US6575733B1 (en) 2003-06-10
CA2309650C (en) 2006-01-31
AU734573C (en) 2001-11-29
DE59801352D1 (de) 2001-10-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100696091B1 (ko) 연료 준비 및 배급을 위한 장치 및 방법
NO318705B1 (no) Fremgangsmate og reaktor for forbrenning av brennstoffer
JP4029179B2 (ja) 液体燃料の燃焼のためのプロセスおよび器具
CN101755168A (zh) 燃烧高粘度低热值的液体燃料的方法
US20080131823A1 (en) Homogeous Combustion Method and Thermal Generator Using Such a Method
US6230482B1 (en) Appliance for operating a gas turbine installation combustion chamber with liquid fuel
US5470225A (en) Atomizing type burner
RU36135U1 (ru) Горелка многотопливная
CA2772548C (en) Cyclonic burner with separation plate in the combustion chamber
CN104583677A (zh) 用于操作液体燃料催化燃烧的催化加热器和反应器中的燃料喷射系统
US8979525B2 (en) Streamlined body and combustion apparatus
EP0906545B1 (de) Brenner zur oberflächenverbrennung für flüssige brennstoffe und verfahren zum verbrennen
KR101836773B1 (ko) 무노즐 버너
JP2009293874A (ja) 加水燃料燃焼装置
WO1997049952A9 (de) Verfahren und konstruktion eines brenners zur oberflächenverbrennung für flüssige brennstoffe
JP4917548B2 (ja) バーナの燃焼効率向上化装置
CN217947675U (zh) 一种甲醇高温裂解制氢燃烧装置
JP3846998B2 (ja) 燃料油と水の混合燃焼装置
MXPA00004426A (en) Fuel combustion method and reactor
TW389817B (en) Combustion device for mixed fuel and water
KR20140046186A (ko) 고온발열체와 수산화가스를 이용한 버너 완전 연소장치
RU2013690C1 (ru) Способ совместного сжигания жидкого и газообразного топлива
US837604A (en) Hydrocarbon generator and burner.
KR20140046185A (ko) 고온 발열체를 이용한 버너 완전 연소장치
PL203251B1 (pl) Sposób i układ instalacji przygotowania paliw ciekłych do spalania

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Lapsed by not paying the annual fees