DE718853C - Process for generating fuel gas from oils - Google Patents
Process for generating fuel gas from oilsInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F23C6/00—Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion
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Description
Verfahren zum Erzeugen von Brenngas aus ölen Die Verbrennung flüssiger Brennstoffe erfordert ihre Vergasung oder Verdampfung, wobei im allgemeinen die Vergasung im Zusammenhang mit der Verbren4ung durchgeführt wird. Vielfach ist es jedoch zweckmäßig, die, Erzäugung von Brenn s unabhängig von der Feuerung in besonderen Einrichtungen durchzuführen und der Feuerung ein Gemisch von Brenngas und Luft zuzuleiten. In diesem Fall muß der Einrichtung zum Vergasen des flüssigen Brennstoffs eine bestimmte Wärmeleistung zugeführt werden.Process for generating fuel gas from oils The combustion of liquid fuels requires their gasification or evaporation, the gasification generally being carried out in connection with the combustion. In many cases, however, it is expedient to carry out the production of fuel independently of the furnace in special facilities and to supply a mixture of fuel gas and air to the furnace. In this case, the device for gasifying the liquid fuel must be supplied with a certain heat output.
Es ist bekanntgeworden, diese notwendige Wärmenienge durch die Teilverbrennungeines -Teils der zu vergasenden öhnenge zu #er#. -zeugen, wobei das dabei erzeugte Rauchgas mit der restlichen Verbrennungsluft und der restlichen Brennstoffmenge in einer nachgeschalteten Brennkammer vereinigt und gleichzeitig verbrannt wird.It has become known that this necessary amount of heat by the partial combustion of a - Part of the amount to be gassed to # er #. -generate, the resulting smoke gas with the remaining combustion air and the remaining amount of fuel in one downstream combustion chamber is combined and burned at the same time.
Bei Feuerungen für sehr hohe Feuerraumwärmebelastungen, wie z.B. für Dampfkessel oder öfen, ist ein derartiges, Verfahren nicht brauchbar, weil die Gemischbildung von Verbrennungsluft, Brennstoff und Rauchgas der Teilverbrennung so schlecht ist, daß nur kleine Feuerraumwärmehelastungen erreicht werden können.In the case of furnaces for very high combustion chamber heat loads, e.g. for Steam boilers or ovens, such a process is not useful because the mixture formation of combustion air, fuel and flue gas of partial combustion is so bad, that only small furnace heat loads can be achieved.
Die Erfmdung stellt sich die Aufgabe, das geschilderte Verfahren zum Erzeugen von Brenngas aus ölen so auszubilden, daß, dem Feuerraum vollkommen homogene Gemische von Brenngas und Luft zugeführt werden, so daß sich besonders hohe Feuerraumwärmebelastung erreichen läßt. Durch die Erfmdung wird weiterhin erreicht, daß die räumlichen Abmessungen der für die Durchführung des Verfahrens-erforderlichen Einrichtungen -gering sind. Nur in diesem Fall ist die Erzeugung homogener Brenngas-Luft-Gemische zur Erzielung hoher Feuerraumwärmebelastungen von Wert, da die dadurch erreichbare Verkleinerung der Abmessungen der Dampfkessel, öfen usf. nicht durch umfangreiche Einrichtungen für die Erzeugung des Brenn-#gases wieder aufgehoben wird.The invention has the task of using the method described Generate fuel gas from oils in such a way that the combustion chamber is completely homogeneous Mixtures of fuel gas and air are supplied, so that particularly high combustion chamber heat load can achieve. The invention also ensures that the spatial dimensions the facilities required to carry out the procedure are low. Only in this case is the generation of homogeneous fuel gas-air mixtures to be achieved high combustion chamber heat loads of value, as the resulting reduction in size the dimensions of the steam boilers, ovens, etc. not due to extensive facilities for the generation of the fuel # gas is canceled again.
Diese Aufgabe -wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ineiner Hilfsbrennkammer zunächst :ein Teil des zu vergasenden Üls mit einem Teil der Gesamtluftmenge verbrannt, die heißen Abgase dieser Kammer in einer ersten Mischkammer mit der restlichen Verbrennun-sluft gemischt und das dabei erzeu-te Mischgas in einer zweiten Mischkammer mit der Hauptbrennstoffmenge ohne zuverbrennen vereinigt wird. Dabei werden Teilbrennstoffmenge und Luftnienge für die Teilverbrennung so bemessen, daß die Mischgastemperatur oberhalb des Siedepunktes des zu vergasenden öls liegt, so daß sich ein stabiles Brenngas-. Luft-Gemisch ergibt, das nicht zu Brennstoffkondensation in den für die Führung des Gemisches dienenden Rohrleitungen neigt.This object is achieved according to the invention in that in an auxiliary combustion chamber first : a part of the oil to be gasified is burned with part of the total amount of air that hot exhaust gases from this chamber in a first mixing chamber with the remaining combustion air mixed and the mixed gas generated in a second mixing chamber with the main amount of fuel is united without being burned. The partial fuel quantity and air tightness are thereby determined dimensioned for partial combustion so that the mixed gas temperature is above the boiling point of the oil to be gasified is so that a stable fuel gas. Air mixture results, that does not lead to fuel condensation in those used for the management of the mixture Piping tends.
Das in der zweiten Mischkammer erzeugte Brenngas-Luft-Gemisch wird dem Verbraucher, also beispielsweise einer Dampfkesselfeuerung, zugeführt.The fuel gas-air mixture generated in the second mixing chamber is fed to the consumer, for example a steam boiler.
Durch die Trennung der Gemischbildung ZD von Brenngas und Luft von dem eigentlichen Feuerraum wird die Möglichkeit geschaffen vollkommen homogene Gemische zu schaffen, die sich exploslonsartig rasch mit äußerst hohen Feuerraumwärniebelastungen verbrennen lassen. Durcli die Aufteilung des Vergasungsvorganges in zwei Stufen, nämlich Giemischbildung von Breenngas der Teilverbrennung der Hilfsbrennkamnier mit Luft zwecks Erzeugung von Afischgas einerseits und Gemischbildung von Mischgas mit fein zerstäubtern Brennstoff ohne Verbrennung in einer zweiten Mischkammer, ist es möglich, jeden dieser beiden Mischvorgänge in seiner technischen Ausführu%- den physikalischen Gegebenheiten weitgehend anzupassen. Beide Mischvorgänge unterscheiden sich dahin-ZD ge g hend, daß es sich im ersten Fall um die Mischung ", zweier Gase, nämlich Abgas der Hilfsbrennkammer und Luft, im zweiten Fall um die Mischung von Gas mit fein 7,erstäubten Brennstoffteilchen mit anschließender Vergasung handelt.By separating the mixture formation ZD of fuel gas and air from the actual combustion chamber creates the possibility of completely homogeneous mixtures to create that explosions rapidly with extremely high combustion chamber heat loads let it burn. By dividing the gasification process into two stages, namely mixed formation of fuel gas of the partial combustion of the auxiliary combustion chamber with air for the purpose of generating Afischgas on the one hand and mixture formation of mixed gas with finely atomized fuel without combustion in a second mixing chamber, is it possible to carry out each of these two mixing processes in its technical execution to largely adapt to the physical conditions. Differentiate between the two mixing processes ZD going to the point that in the first case it is the mixture ", two gases, namely exhaust gas of the auxiliary combustion chamber and air, in the second case to the mixture of Gas with fine 7, atomized fuel particles with subsequent gasification acts.
Die Trennung der beiden Mischvorgänge erlaubt ferner !eine sehr gute Konstanz der Ivlischgastemperatur. Unzulässige Tempexaturüberschreitungen des Mischgases, die zu unerwünschten Zündungen in der zweiten ,Mischkammer führen würden, sind ebenso mit Sicherheit zu vermeiden, wie auch Unterschreitungen der -e-#vüns,chten Temperatur im .Hinblick auf eine schnelle und sichere Vergasung des Brennstofis sicher vermieden werden können.The separation of the two mixing processes also allows a very good one Constancy of the mixed gas temperature. Inadmissible excess temperature of the mixed gas, which would lead to undesired ignitions in the second, mixing chamber, are also to be avoided with certainty, as well as falling below the -e- # vüns, right temperature in view of a quick and safe gasification of the fuel safely avoided can be.
Besondere Bedeutung hat das Verfahren Z> nach (ler Erfindung für Dampfkessel bzw. z# Öfen großer Leistung, da hier die Beaufschlagung der großen Feuerräume in gleichmäßiger Verteilung nur bei Zuführung von brennfertigen Brenngas-Luft-Gernischen gelingt. Während es bisher nur bei verhältnismäf3i- kleinen Feuerungen gelungen ist, äußerst hohe Feuerraumwärmebelastungen züi erziel-en, könneu nach dem Verfahren nach der Erfindung auch Kessel oderöfen großerLeistungmit hoher Feuerraumwärmehelastung gefahren werden.The process Z> according to the invention is of particular importance for steam boilers or z # furnaces of high performance, since the loading of the large combustion chambers in an even distribution only succeeds when fuel gas-air mixtures are supplied that are ready to burn. If small firings have succeeded in achieving extremely high combustion chamber heat loads, the method according to the invention can now also be used to operate large-capacity boilers or furnaces with a high combustion chamber heat load.
Abb. i zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.Fig. I shows an embodiment of the invention.
Däs Verbrennungsluftgebläse i fördert die Luft in eine Leitung --. über eine Drosselklappe 3, die regelbar ist, wird eine Teilltiftmenge abgezweigt und dem Hilfsbrenner 4 zugeführt. Das Heizöl wird durch die Pumpe 5 aus dem Behälter 6 gefördert. Eine regelbire Teilöhnenge geht über ein Regelorgan im CY e bl ichfalls zum Hilfsbrenner 4. Dieser Teilbrennstoff wird in einem Zerstäuber (Druckz-erstäuber -, Druckluftzerstäuber oder Fliehkraf tzerstäubier) zerstäubt und in dem Raum 9 mit der zugeführten Verbrünnungsluft gemischt. Um sofort auch bei diesem Hilfsbrenner ein absolut gleichmäßiges Gemisch von öl und Luft zu erzielen, wird durch eine Zonenblende lo das Geschwindigkeitsprofil der Luft der Brennstoffverteilung im Tropfenfeld dies Zerstäubers 8 so angepaßt, daß die Brennstoffkonzentration beim Austritt aus dem Raum 9 über dem ganzen Gemischquerschnitt konstant ist. Das Gemisch des Hilfsbrenners 4 wird gezündet und in der Hilfsbrennkammer i i verbrannt.The combustion air fan i conveys the air into a line -. Via a throttle valve 3, which can be regulated, a partial amount of pen is branched off and fed to the auxiliary burner 4. The fuel oil is pumped out of the container 6 by the pump 5 . A regular partial amount goes via a control element in the CY e bl ily to the auxiliary burner 4. This partial fuel is atomized in an atomizer (pressure atomizer, compressed air atomizer or centrifugal force atomizer) and mixed in room 9 with the combustion air supplied. In order to immediately achieve an absolutely even mixture of oil and air with this auxiliary burner, the air velocity profile of the fuel distribution in the drop field of this atomizer 8 is adjusted by a zone diaphragm so that the fuel concentration when exiting the space 9 is constant over the entire cross-section of the mixture is. The mixture of the auxiliary burner 4 is ignited and burned in the auxiliary combustion chamber ii.
Die Hilfsbrennkanimer i i ist mit einem Kühlsystem 12, das beispielsweise bei Kesseln vom Speiseivasser durchflossen werden kann, geschützt. Zweckmäßig wird sie mit einem Wärineschutz 13 gegen unzulässige Wärmeverluste geschützt.The auxiliary combustion canister i i is provided with a cooling system 12, for example can be traversed by the edible water in boilers, protected. Will be expedient they are protected against impermissible heat losses with heat protection 13.
Das aus der Hilfsbrennkammer austretende ,Rauchgas, dessen Temperatur man durch sehr reichlichen Luftüberschuß zweckmäßig niedrig i .halten wird, tritt dann in eine Mischvorrichlung 14 ein, wo es mit der aus der Leitung 2 über eine Regeleinrichtung 15 kommenden Restverbrennungsluft gemischt wird. Die dem -Hilfsbr.enner zugeführte Brennstoffmenge wird so eingeregelt, daß in der Mischvorrichtung ,ein Mischgas der gewünschten Temperatur erzeugt wird.The light emerging from the auxiliary combustion chamber, flue gas, the temperature of which is .Hold suitably low i by very abundant excess air then enters into a Mischvorrichlung 14, where it is mixed with the one from the line 2 via a control device 1 5 coming residual combustion air. The amount of fuel fed to the auxiliary burner is regulated in such a way that a mixed gas of the desired temperature is generated in the mixing device.
Das Mischgas strömt durch eine Leitung 16 der Mischkammer 17 zu. Die Hauptbrennstolimenge wird über eine Regeleinrichtung, iS tD ZD einer Zerstäubungseinrichtung ig zugeführt .und hier zerstäubt. Das heiße Mischgas durchströmt zwei Zonenblenzlen 2 o und 2 1 und erhält dadurch ein Geschwindigkeitsprofil, das .der Brennstoffverteilung des Zerstäubers ig -wieder so angepaßt ist, daß die Brennstoffkonzentration innerhalbder Mischkammer 11, über dem ganzen Querschnitt konstant ist.The mixed gas flows through a line 16 to the mixing chamber 17 . The main fuel quantity is fed to an atomization device via a control device, iS tD ZD, and is atomized here. The hot mixed gas flows through two zone blanks 2 o and 2 1 and thereby receives a velocity profile which is again adapted to the fuel distribution of the atomizer so that the fuel concentration within the mixing chamber 1 1 is constant over the entire cross section.
Die eine dier beiden Zonenblenden, z. B. Blende 2o, ist axial beweglich und kann mehr oder weniger tief in die feste Blende 2 1 eindringen. Durch diese an sich bekannte Einrichtung ist es möglich, "das Geschwindigkeitsprofil des heißen Mischgases bei Belastungsänderungen zu verändern, und zwar so, daß auch bei Teillasten ein homogenes Gemisch in der Mis#chl,--amm#er erzeugt wird.One of the two zone diaphragms, e.g. B. aperture 2o is axially movable and can penetrate more or less deeply into the fixed diaphragm 2 1. By this per se known device, it is possible "the speed profile of the hot mixed gas to change with load changes, in such a way that also with Partial loads create a homogeneous mixture in which the mixture is produced.
Um --in Durchschlagen der Brennstofftropfen durch den Mischgasstrom an die Wand der Mischkammer zu verhindern, was zu Brennstoffverlusten führen würde, wird erfindungsgemäß koaxial zum Zerstäuber ig ein rotierender Faugzylinder22 angeoirdnet, der den ausfallenden Brennstoff aufnimmt und aus dem der Brennstoff der Pumpe wieder zugeführt wird.To --in penetration of the fuel droplets through the mixed gas flow to prevent the wall of the mixing chamber, which would lead to fuel loss, according to the invention, a rotating suction cylinder22 is arranged coaxially to the atomizer, which takes up the failed fuel and from which the fuel of the pump again is fed.
Die Bewegung der Zonenblende2o, kann von Hand oder auch selbsttätig erfolgen. Es genügt, wenn sieerfuidungsgemäß durch einen vom Verbrennungsluftdruck bewegten Steuerkolben23 betätigt wird.The movement of the zone diaphragm2o can be done manually or automatically take place. It is sufficient if, according to the invention, it is controlled by one of the combustion air pressure moved control piston23 is actuated.
Aus der Mischkammer 17 tritt ein Gemisch von Rauchgas, Luft und Öldampf aus, das vollkommen homogen ist und das unter Umständen bereits teilweise oder vollständig gewandelt ist.A mixture of flue gas, air and oil vapor emerges from the mixing chamber 17 that is completely homogeneous and that may already be partially or completely is changed.
Das homogene stabile Gemisch wird einer Verteilerkammer 24 zugeführt, die die Verteilung auf den gesamten Querschnitt der Brennkammer 25 vornimmt.The homogeneous, stable mixture is fed to a distribution chamber 24 which distributes it over the entire cross section of the combustion chamber 25 .
Der Brennkammer sind Wärmeaustauscher 27 oder Dampfkessel oder andere Einrichtungen, wie z. B. öfen, nachgeschaltet.The combustion chamber are heat exchangers 27 or steam boilers or other devices, such as. B. ovens, downstream.
An Stelle ein-er Hilfsbrennkammer können auch mehrere Hilfsbrennkammern vorgesehen werden. Auch mehrere Mis,chkammern können an Stelle von einer Mischkammer angeordnet werden.Instead of one auxiliary combustion chamber, several auxiliary combustion chambers can also be used are provided. Several mixing chambers can also be used instead of one mixing chamber to be ordered.
Die Regelung der Hilfsbrennkammer erfolgt so, daß die Mischgastemperatur an der Mischeinrichtung konstant bleibt. Die dazu erforderliche Regeleinrichtung. kann beispielsweise durch Temperaturfühler in bekannter Weisse erfolgen.The regulation of the auxiliary combustion chamber takes place in such a way that the mixed gas temperature remains constant at the mixing device. The control device required for this. can be done for example by temperature sensors in known white.
Das geschilderte Verbrennungsverfahren kann bei Dampfkesseln oder öfen mit normalem Druck in der Brennkammer verwandt werden. Aber auch Druckfeuerungen lassen sich damit betreiben. Infolge der kleineren Räume bei der Druckfeuerung werden die Mischbedingungen in den Kammern günstig beeinflußt. Auch werden die Abmessungen dieser Kammern wesentlich kleiner. Endlich wird durch Druckfeuerung der Wärmeübergang an den Brennstofftropfen so verbessert, daß die Mischgastemperatur gesenkt werden kann ohne daß die Verdampfungszeiten in der e Mischkammer unzulässig hoch werden. Dadurch werden die Wärmebeanspruchungen dex Einrichtungen kleiner, und außerdem werden mit größerer Sicherheit Selbstzündungen in der Mischkammer vermieden. Bei Verwendung von Druckfeuerungen wird zweckmäßig nach der Erfindung der erforderliche Luftverdichter durch eine Abgasturbin-e angetrieben.The combustion process described can be used with steam boilers or ovens with normal pressure in the combustion chamber. But pressurized firing can also be operated with it. As a result of the smaller spaces in the pressure firing, the mixing conditions in the chambers are favorably influenced. The dimensions of these chambers are also much smaller. Finally , the heat transfer to the fuel droplets is improved by pressure firing in such a way that the mixed gas temperature can be lowered without the evaporation times in the mixing chamber becoming inadmissibly high. As a result, the thermal stresses of the devices are smaller and, in addition, self-ignitions in the mixing chamber are avoided with greater certainty. When using pressurized firing, the required air compressor is expediently driven by an exhaust gas turbine according to the invention.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DEF87400D DE718853C (en) | 1939-09-08 | 1939-09-08 | Process for generating fuel gas from oils |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DEF87400D DE718853C (en) | 1939-09-08 | 1939-09-08 | Process for generating fuel gas from oils |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE718853C true DE718853C (en) | 1942-03-23 |
Family
ID=7114886
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DEF87400D Expired DE718853C (en) | 1939-09-08 | 1939-09-08 | Process for generating fuel gas from oils |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE718853C (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1043570B (en) * | 1956-02-22 | 1958-11-13 | Humphreys & Glasgow Ltd | Method and device for the production of combustible gases from liquid hydrocarbons |
| DE1238005B (en) * | 1955-05-02 | 1967-04-06 | Koppers Gmbh Heinrich | Process for the production of low molecular weight, in particular high-ethylene hydrocarbons |
-
1939
- 1939-09-08 DE DEF87400D patent/DE718853C/en not_active Expired
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1238005B (en) * | 1955-05-02 | 1967-04-06 | Koppers Gmbh Heinrich | Process for the production of low molecular weight, in particular high-ethylene hydrocarbons |
| DE1043570B (en) * | 1956-02-22 | 1958-11-13 | Humphreys & Glasgow Ltd | Method and device for the production of combustible gases from liquid hydrocarbons |
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