DE1567685A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung gasfoermiger,Wasserstoff und Kohlenmonoxyd enthaltender Mischungen - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung gasfoermiger,Wasserstoff und Kohlenmonoxyd enthaltender MischungenInfo
- Publication number
- DE1567685A1 DE1567685A1 DE19651567685 DE1567685A DE1567685A1 DE 1567685 A1 DE1567685 A1 DE 1567685A1 DE 19651567685 DE19651567685 DE 19651567685 DE 1567685 A DE1567685 A DE 1567685A DE 1567685 A1 DE1567685 A1 DE 1567685A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- liquid
- gaseous
- chamber
- oxidizing agent
- reaction chamber
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Withdrawn
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 26
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 8
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 8
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 title claims description 8
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 title claims description 8
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 title claims description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 6
- 239000008246 gaseous mixture Substances 0.000 title claims 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 60
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims description 42
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 32
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 23
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 16
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 13
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 7
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 3
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 claims 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 27
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 5
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 5
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 1
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D11/00—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
- F23D11/10—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying being induced by a gaseous medium, e.g. water vapour
- F23D11/106—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying being induced by a gaseous medium, e.g. water vapour medium and fuel meeting at the burner outlet
- F23D11/107—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying being induced by a gaseous medium, e.g. water vapour medium and fuel meeting at the burner outlet at least one of both being subjected to a swirling motion
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
- C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
- C01B3/32—Production 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
- C01B3/34—Production 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
- C01B3/36—Production 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
- C01B3/363—Production 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D2900/00—Special features of, or arrangements for burners using fluid fuels or solid fuels suspended in a carrier gas
- F23D2900/11101—Pulverising gas flow impinging on fuel from pre-filming surface, e.g. lip atomizers
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
- Nozzles For Spraying Of Liquid Fuel (AREA)
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Herstellung von Wasserstoff und Kohlenmonoxyd enthaltenden Gasmischungen durch partielle Verbrennung von flüssigen Kohlenwasserstoffen mit einem gasförmigen Oxydationsmittel
wie Sauerstoff oder einer sauerstoffhaltigen Mischung,
der Wasserdampf zugefügt werden kann. Bei diesem Verfahren und bei dieser Vorrichtung werden sowohl der flüssige Brennstoff
als auch das gasförmige Oxydationsmittel getrennt in das Reaktionsgefäß eingeleitet, so daß die bei dem Verbrennungsprozeß
notwendige innige Vermischung innerhalb des Reaktionsgefäßes selbst stattfindet. Das Verfahren, auf das sich die Erfindung
bezieht, ist daher vom sogenannten Diffusionstyp, zur
Unterscheidung von Verfahren mit einem Vormischen.
/■ It
ν ?.
ORIGliSlÄL !MSPECTgD
Der Ausdruck "gasförmiges Oxydationsmittel" bezeichnet ein gasförmiges
Oxydationsmittel plus einem inerten Gas (z.B. Luft, mit Sauerstoff angereicherte Luft, reinem Sauerstoff oder Mischungen
dieser Gase mit Wasserdampf).
Der flüssige Brennstoff kann aus rohem öl und dessen Destillations-
und Krackprodukten von den leichteren bis zu den schwereren Fraktionen bestehen.
Es ist bekannt, daß gewöhnlich der flüssige Brennstoff zum Beispiel
mittels Druckzerstäubern oder Dampfzerstäubern vor dem Mischen mit dem gasförmigen Oxydationsmittel im Reaktionsgefaß
zerstäubt oder zersprüht wird, wobei das gasförmige Oxydationsmittel in der Nähe der Einführungszone des zerstäubten
Brennstoffes mit geringer Geschwindigkeit in das Reaktionsgefäß geleitet wird; dies stellt ein Verfahren zum Zerstäuben
von flüssigem Brennstoff mit anschließendem Mischen und Verbrennen mit gasförmigem, bei geringer Geschwindigkeit eingeleiteten
Oxydationsmittel äar.
Dieses Verfahren leitet sich von den herkömmlichen Methoden ab, die bei der Verbrennung mit Luft in öfen angewendet werden,
bei denen jedoch die Bedingungen im Verbrennungsraum weitgehend von denen abweichen, die im Reaktionsgefäß bei der partieilen
Verbrennung zur Herstellung Wasserstoff und Kohlenmonoxyd enthaltender Gase vorliegen.
Deshalb sind die Anforderungen hinsichtlich der Stabilität der Flamme und deren Anhaften, das bei gleichem Brennstoff
hauptsächlich von der Natur und Menge des gasförmigen Oxydationsmittels, der Zusammensetzung ausserhalb der Flammenzone
und der Temperatur der Reaktionskammerwände abhängt, in den beiden betrachteten Fällen nicht gleich, sondern im Gegenteil
sehr verschieden. Als Folge davon kann die partielle Verbrennung zur Herstellung von Wasserstoff und Kohlenmonoxyd
009833/0187
enthaltenden Gasen auf eine Weise erfolgen, die sich von den herkömmlichen Verbrennungsverfahren unterscheidet.
Im besonderen ist es bei den Reaktionskammern zur Herstellung von Wasserstoff und Kohlenmonoxyd enthaltenden Gasen im Gegensatz
zu den herkömmlichen Luftöfen möglich, eine Flamme oder
eine Verbrennungszone zu erhalten, die sich vollkommen an die Verbrennungsvorrichtung anschließt, nämlich am Anfang der Mischungszone,
auch wenn das gasförmige Oxydationsmittel im Eingangsquerschnitt der Reaktionskammer eine sehr hohe Geschwindigkeit
von über 400 m/sec aufweist.
Andererseits ist es bekannt, daß in einem Verfahren zum Zerstäuben
einer Flüssigkeit mittels eines Gasstromes als bestem Verfahren bei hoher Gasgeschwindigkeit der Zerstäubungsgrad
steigt, wenn nicht nur die Geschwindigkeit, sondern auch die Menge des Zerstäubungsgases erhöht wird. Es ist gleichfalls
bekannt, daß einer Vergrößerung des Zerstäubungsgrades des flüssigen Brennstoffes ein größerer Wirkungsgrad der Anlage
zur Herstellung von Wasserstoff und Kohlenmonoxyd entspricht, und zwar beides wegen der kleineren Menge an gebildetem Ruß
und weil infolgedessen die Ausbeute an gasförmigen Produkten auch größer ist.
Aus dem Obenstehenden geht deutlich hervor, daß es möglich ist, die Beschickung mit dem gasförmigen Oxydationsmittel als
Zerstäubungsmittel mit hoher Geschwindigkeit vorzunehmen und dem Vorteil der Durchführung einer Zerstäubung mit einem hohen
Verhältnis von (Zerstäuber) zu (flüssigem Brennstoff), wodurch
die Zerstäubung vermieden wird, bevor die Flüssigkeit auf das gasförmige Oxydationsmittel trifft.
Die vorliegende Erfindung kann diese Vorteile erzielen und besteht
im wesentlichen darin, daß das gasförmige Oxydationsmittel, welches das ganze Gas des Verfahrens darstellt, unmittel-
- 3 009833/0187
bar vor der Einführung in die Reaktionskammer beschleunigt und
in diese mit sehr hoher Geschwindigkeit gegen den flüssigen Brennstoffstrom eingespritzt wird, der unmittelbar nach seinemt
Eintritt in die Kammer in geeigneter Weise in Form eines kontinuierlichen Filmes, d.h. in nicht zerstäubten Zustand, verteilt
wird, auf den dann der Strom des gasförmigen Oxydationsmittels mit hoher Geschwindigkeit auftrifft.
Unmittelbar nach der Aufprallzone finden Zerstäubung und Mischung gleichzeitig mit anschließender Verbrennung statt.
ψ Der flüssige, nicht zerstäubte Brennstoff kann mit dem Strom
des gasförmigen Oxydationsmittels großer Geschwindigkeit auf verschiedene Weise, z.B. mittels einer Vorrichtung zusammengebracht
werden, die Löcher oder öffnungen zur Einleitung der Flüssigkeit aufweist, oder mittels der nachstehend erläuterten
Vorrichtung.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens. Diese
besteht aus einer Reaktionskammer, in die der Strom des gasförmigen Oxydationsmittels hoher Geschwindigkeit durch eine
kreisförmige, den Endteil einer runden Expansionsdüse bildenden öffnung eingeleitet wird, wobei das gasförmige, von einer
Verbrennungskammer zugeführte Oxydationsmittel einen Druckabfall erleidet, und danach beschleunigt wird, so daß es für die
Zerstäubung oder Versprühung in einer oder mehreren Düsen mit flüssigem Kraftstoff geeignet ist, an denen der rasche Gasstrom
unmittelbar unterhalb der öffnung zur Einführung der
Flüssigkeit in die Reaktionskammer auftrifft.
Ein Beispiel für eine besonders vorteilhafte Anwendung dieser Vorrichtung wird nachstehend zwecks besserer Erläuterung der
Erfindung beschrieben, ohne diese jedoch einzuschränken.
009833/0187
Dabei wird auf Fig. 1, die einen Querschnitt durch die Vorrichtung
darstellt, sowie auf Pig. 2 bezug genommen, die den Mittelteil von Pig.' 1 im einzelnen und schematisch sowohl den Gasstrom
. des Oxydationsmittels als auch den Strom des flüssigen Brennstoffes
wiedergibt.
In den Zeichnungen ist 1 die Reaktionskammer, in die durch die
kreisförmige öffnung 7 das gasförmige Oxydationsmittel, das in
der Expansionsdüse 6 eine große Geschwindigkeit erreicht hat, eingeleitet wird, wobei der Druck in der Düse gegenüber dem in
Kammer 5 herrschenden auf den in der Kammer 1 herrschenden fällt. Das Verhältnis zwischen diesen beiden Drücken wird als
Expansionsverhältnis bezeichnet. Die Kammer 5 ist mit einer öffnung k zum Zuführen des vprgemischten gasförmigen Oxydationsmittels
versehen, wenn dieses aus mehreren Gasen besteht oder mit verschiedenen, stets mit 4 bezeichneten öffnungen für die.
das Oxydationsmittel bildenden Gase, wenn es erwünscht ist, daß die Mischung im Inneren der Kammer 5 stattfindet. Die kreisförmige
öffnung 7 ist in der Mitte durch das den Brennstoff zuführende Teil begrenzt, das in dem hier beschriebenen Beispiel
im wesentlichen aus einer Wirbelkammer 12 besteht, in die die Flüssigkeit durch die vom Rohr 9 gespeiste Wirbelvorrichtung
10 gelangt.
Die Wirbelvorrichtung überträgt auf die Flüssigkeit eine Drehbewegung,
wodurch die Flüssigkeit von dem runden Wehr 13 überfließt und das Endteil Ik der Vorrichtung umzüngelt, das somit
vor der Einwirkung von heißen Gasen geschützt ist.
Am Ende trifft die Flüssigkeit am äusseren Umfang der Zuführung
auf einen kreisrunden Strahl des aus der öffnung 7 kommenden gasförmigen Oxydationsmittels. Die nicht zerstäubte Flüssigkeit
trifft auf den Gasstrom im Zustand eines kontinuierlichen Films,
der einige Zehntel bis einige Millimeter dick sein kann. Der
009833/0187
Aussenteil dieser Filmbildevorrichtung bildet den Innenteil der
runden Expansionsdüse 6.
In dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel ist auch eine Einstellvorrichtung
für die Flüssigkeit aufgezeigt, die es ermöglicht, daß mittels des Ventils 3 starke Veränderungen in der Strömungsgeschwindigkeit
des Brennstoffes erzielt werden, wobei der Zuleitungsdruck gleich bleibt.
Insbesondere wird die aus der Öffnung 8 strömende Flüssigkeit in einem Strom 15, der an der Quirlvorrichtung 10 vorbeifließt
™ und ohne eine Drehbewegung strömt, und einen Hauptstrom in der
Mischkammer 11 unterteilt, der in die Wirbelkammer 12 fließt.
Natürlich kann diese Vorrichtung zur Einstellung und Aufteilung des Flüssigkeitsstromes in zwei Ströme auch weggelassen werden.
In diesem Falle ist es klar, daß die aus 8 strömende Flüssigkeit durch eines der Rohre gefördert werden muß, die
dem Rohr 9 von Fig. 1 an der Wirbelvorrichtung 10 entspricht.
Der Körper 2 der Vorrichtung zum Zuführen der Flüssigkeit ist in axialer Richtung beweglich, wie deutlich aus Fig. 1 hervorgeht,
so daß aufgrund der besonderen Form der kreisförmigen k Expansionsdüse 6 Veränderungen des Auslaßquerschnittes 7 erzielt
werden. Das heißt, daß die Düse 6 eine Expansionsdüse mit veränderlichem Auslaßquerschnitt darstellt. Diese Möglichkeit
der Bewegung gestattet eine Regelung der Geschwindigkeit des aus 7 unter unterschiedlichen Belastungen ausströmenden
gasförmigen Oxydationsmittels und somit aus den oben genannten Gründen die Herstellung von Wasserstoff und Kohlenmonoxyd ent- t
haltenden Gasen bei optimaler Ausbeute.
Um die Vorteile dieses Verfahrens zu erläutern, sollen nun zwei Beispiele industrieller Anwendungen der vorliegenden Erfindung
beschrieben werden.
- 6 009833/0187
Bei der Vergasung von Heizöl durch partielle Verbrennung mit
» atmosphärischer Luft bei etwa 13000G und 2 kg/cm betrug die
bei der Vergasung gefundene Menge an Ruß 3 % des zugeführten Kohlenstoffes bei einem Expansionsverhältnis von 1*10 und etwa
0,8 % bei einem Fxpansionsverhältnis von 1,60.
Die Erhöhung der Ausbeute entsprechend einer Verringerung des
Rußeβ zeigt deutlich die wesentliche Rolle, die die Geschwindigkeit
des Auftreffens des gasförmigen Oxydationsmittels
auf das flüssige Heizöl spielt und rechtfertigt die Verwendung der Lösung, die sich durch den beweglichen Teil 2 (vgl.
Fig. 1) ergibt, um unvermeidbaren Belastungsänderungen in \
industriellen Anlagen gewachsen zu sein. Bei der Vergasung von Heizöl durch partielle Verbrennung mit Sauerstoff und Wasserdampf
bei etwa 1300 C und etwa 20 kg/cm war die Menge des bei der Vergasung gebildeten Rußes unter den gleichen Bedingungen
mit Ausnahme des Druckes des gasförmigen Oxydationsmittels so, daß eine Steigerung der Ausbeute an CO + Hg von etwa 3 %
gegenüber der Ausbeute erhalten wurde, die mit dem Üblichen
Diffusionsverfahren zu erzielen war, wobei der flüssige Brennstoff
durch Wasserdampf zerstäubt und dann mit einem langsam fließenden Sauerstoffstrom vermischt wird.
Die Erfindung beruht auf folgenden grundlegenden Erkenntnissen: Um einen hohen Wirkungsgrad der Anlage zu erzielen, muß die
Erzeugung von Ruß möglichst gering sein - um dies zu erreichen ist es erforderlich, den flüssigen Brennstoff in geeigneter
Weise zu zerstäuben - Eine gute Zerstäubung erfordert zwei
Bedingungen:
a) eine große Menge an zerstäubendem Gas,
b) eine große Geschwindigkeit des zerstäubenden Gases.
Bei den üblichen, mit DampfZerstäubern versehenen Brennern wird.
009833/0187
die Flüssigkeit mit einem Strom hoher Geschwindigkeit zerstäubt, der aus dem Wasserdampf des Verfahrens besteht, wobei das Verhältnis
von Gas zu Flüssigkeit durchschnittlich 0,5 kg/kg beträgt und zu niedrig ist.
In dem erfindungsgemäßen Brenner wird Sauerstoff mit Wasserdampf gemischt, und diese Mischung wird verwendet, um den
flüssigen Brennstoff zu zerstäuben; das Verhältnis zwischen zerstäubtem Gas und Flüssigkeit beträgt durchschnittlich
1,6 kg/kg.
Unter Bedingung a) erweist sich die Zerstäubung deutlich als besser, vorausgesetzt, daß Bedingung b) erfüllt ist. Bedingung
™ b) wird durch Beschleunigen der Mischung in der Expansionsdüse
zur Erzielung eines Strahles am Eintritt in die Reaktionskammer erzielt, wobei die Geschwindigkeit meist bei 200 bis
500 m/sec liegt. Nun ist es in diesem Fall vorteilhaft, die Zerstäubung der Flüssigkeit auszuschalten, bevor diese mit
dem gasförmigen Oxydationsmittel gemischt ist; obgleich die Zerstäubung auch durchgeführt werden kann, soll sie doch besser
verraie'den werden, um ernste Nachteile wegen des Vorhandenseins des Zerstäubers (Schmelzen, überhitzen des Materials,
Zusammenbacken etc.) zu verhindern.
Aus den oben erwähnten Punkten geht hervor, daß folgende Tatk
sachen für das erfindungsgemäße Verfahren wesentlich sind:
1. Mischen aller am Verfahren beteiligten Gase (z.B. Op und
Wasserdampf), so daß eine große Menge der Zerstäubungsgase verteilt werden;
2. Expansion der unter 1) genannten Gase, um einen Strahl hoher Geschwindigkeit am Eintritt in die Reaktionskammer zu
erzielen.
3. Beschicken des flüssigen Brennstoffes bis zur Aufprallzone
-B-
009833/0187
im kontinuierlichen Zustand, d.h. dem nicht zerstäubten
Zustand.
Ausserdem kann folgendes wichtig sein:
4. Zuführen der Flüssigkeit wie unter 3) in der Weise, daß
das Endteil der filmbildenden Vorrichtung durch den flüssigen Brennstoff benetzt wird.
Aus den obenstehenden Überlegungen ergibt sich, daß als wesent liche Merkmale der vorliegenden Erfindung angesehen werden
können:
1. Expansionsdüse (für alle Gase).
2. Filmbildende Vorrichtung der Flüssigkeit, die das Endteil benetzt und dann auf den Strahl des mit hoher Geschwindigkeit
fließenden gasförmigen Oxydationsmittels trifft, nämlich im nicht zerstäubten Zustand.
Ausserdem soll bemerkt werden, daß die Expansionsdüse so ausgebildet
1st, daß sie von dem gasförmigen Film auf der inneren Oberfläche bis zur Berührungszone mit dem flüssigen Brennstoff
benetzt wird. Als Folge davon wird das Endteil des Innenstückes der Vorrichtung auf beiden Seiten durch die Flüssigkeit
benetzt, die deren Oberfläche schützt.
Die vorliegende Erfindung weist neben den erwähnten folgende Vorteile auf: -
1. Große Belastungsänderungen sowohl bei Gas als auch bei Flüssigkeit, wenn die Vorrichtung gemäß der Figur ausgebildet
ist (d.h. mit einem axial beweglichen Innenkörper und mit einer Einstellvorrichtung für die Flüssigkeit
versehen ist). Das Verhältnis zwischen größter und klein-
- 9 009833/0187
ster Belastung kann den Wert von 5/1 für große Kapazitäten
(mehr als 200 t/d NH,) übersteigen.
2. Die besondere, durch die Beschickungsvorrichtung (Brenner) erzeugte Flamme, die annähernd zylindrisch ist, sowie
die Stabilität der Flamme aufgrund der Wirbelbewegung darin durch das auf die eintretende Flüssigkeit
übertragene Moment. Dies ermöglicht die Erzielung von Vergasungseinheiten sehr hoher Durchgänge (1000 t/d NH,).
Zusammenfassend besteht die Erfindung aus folgendem:
W a) einem Verfahren zur partiellen Verbrennung flüssiger Kohlenwasserstoffe
bei hohem Druck zur Erzeugung von H2 und CO enthaltenden Gasmischungen, wobei der Strom des gasförmigen
Oxydationsmittels und des Brennstoffes getrennt in die Reaktionskammer eingeleitet werden, so daß unmittelbar
nach dem Eintritt der zwei Ströme in die Reaktionskammer die Versprühung des Brennstoffes durch das Auftreffen
des gasförmigen Oxydationsmittels hoher Geschwindigkeit erfolgt, wobei die gesamte, am Verfahren beteiligte
Flüssigkeit im kontinuierlichen Zustand, d.h. nicht versprüht, zugeführt wird.
Dieses Verfahren ergibt die Zerstäubung des flüssigen ) Brennstoffes mit einem hohen Verhältnis zwischen der Menge
des Zerstäubungsgases und dem flüssigen Brennstoff, wobei ausserdem jeglicher herkömmliche Zerstäuber vermieden
wird.
b) eine Vorrichtung zur Durchführung der partiellen Verbrennung, die im wesentlichen aus zwei koaxialen zylindrischen
Kammern zur Beschickung des Reaktionsgefäßes besteht. Die äussere leitet das gasförmige Oxydationsmittel beschleunigt
bis zu großer Geschwindigkeit mittels einer am Ende auf-
- 10 -
009833/0187
tretenden Drosselwirkung ein; die innere leitet den flüssigen
Brennstoff mit hohem tangentialen Moment ein, das mittels der Wirbelvorrichtung erhalten wurde. Die am Ende
vorhandene Vergrösserung der inneren, zylindrischen Kammer
und die Drehbewegung des flüssigen Brennstoffstromes
sind so ausgebildet, daß der Strom des gasförmigen Oxydationsmittels
hoher Geschwindigkeit auf den Flüssigkeitsstrom im flüssigen, d.h. nicht zerstäubten Zustand trifft,
wobei die Endfläche der Innenkammer benetzt wird.
Damit bestehen die beiden wesentlichen Elemente der Vorrichtung
der Beschleunigungsdüse für das gasförmige Oxydations- ä mittel und der Form der überfließfläche für den flüssigen
Brennstoff (13 und Ii in den Figuren), die die Oberfläche bis
zur Auftreff-Fläche mit dem kreisförmigen Strahl des "gasförmigen
Oxydationsmittels benetzen muß.
- 11 009833/0187
Claims (1)
- PATENTANSPRÜCHE :1. Verfahren zur Herstellung einer gasförmigen Mischung aus Wasserstoff und Kohlenmonöxyd durch partielle Verbrennung .eines flüssigen Kohlenwasserstoffes bei hohen Drücken mit einem Sauerstoff enthaltenden, gasförmigen Oxydationsmittel, wobei der flüssige Brennstoff und das gasförmige Oxydationsmittel getrennt einer Reaktionskammer zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß das gasförmige Oxydationsmittel unmittelbar vor der Einführung in die Reaktionskammer beschleunigt wird und, auf diese Weise eingespritzt, mit hoher Geschwindigkeit auf den flüssigen Brennstoff trifft, während der Flüssigkeitsstrom unmittelbar nach seinem Eintreten in die Kammer in Form eines kontinuierlichen Filmes verteilt wird, auf den der mit hoher Geschwindigkeit fließende Strom des gasförmigen Oxydationsmittels auftrifft, so daß der flüssige Brennstoff durch den schnellen Strom des gasförmigen Oxydationsmittels zerstäubt wird.2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gasförmige Oxydationsmittel in einer Expansionsdüse unmittelbar vor Eintritt in die Reaktionskammer beschleunigt wird, wobei der Druck in der Düse nahezu isentrop auf den in der Reaktionskammer herrschenden Wert absinkt.3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaßquerschnitt für das gasförmige Oxydationsmittel durch die Axialbewegung des Innenkörpers verändert werden kann.Ί. Verfahren nach den Ansprüchen 2 oder 3, dadurch "ge-- 12 009833/0187kennzeichnet, daß das gasförmige Oxydationsmittel in die Reaktionskammer mittels einer kreisförmigen Expansionsdüse zur Bildung eines hohlen Strahles mit nahezu zylindrischer Form eingeführt wird, während der Flüssigkeitsstrom vom Inneren des Strahles, auf den derselbe in Form eines kontinuierlichen Filmes trifft und eine nahezu konische Form aufweist, die koaxial zu dem kreisförmigen Strahl des gasförmigen Oxydationsmittels verläuft.5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der dünne konische Flüssigkeitsstrahl durch ein überfließen von einem runden V/ehr erzeugt wird, das mit gros- ä ser Zentrifugalkraft zur Benetzung der Endflächen der Innenvorrichtung von einer Wirbelkammer beschickt wird, und zwar bis zur Aufprallzone mit dem kreisförmigen Strahl des gasförmigen Oxydationsmittels.6. Verfahren nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoffstrom vor Eintritt in die Wirbelkammer in zwei Ströme aufgeteilt wird, der Hauptstrom eine Drehbewegung mittels einer Wirbelvorrichtung erhält und mit dem anderen, der keine Drehbewegung erhalten hat, in einer Kammer vermischt wird, die die Wirbelkammer der Flüssigkeit liefernden Vorrichtung speist.7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß diese im wesentlichen aus zwei koaxialen, zylindrischen Kammern zur Beschickung des Reaktionsgefäßes besteht, wobei die äussere das gasförmige Oxydationsmittel enthält, daß mittels einer am Ende erfolgenden Drosselung stark beschleunigt wird, während die innere Kammer den flüssigen Brennstoff enthält, auf den mittels einer Wirbelvorrichtung eine schnelle Drehbewegung übertragen wird.- 13 009833/0187«Η8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vergrößerung (IM) der inneren Kammer am Ende vorgesehen ist, so daß eine Pilmbildungsvorrichtung entsteht._ an -009833/0187ORIGINAL INSPECTED
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT1498664 | 1964-07-07 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1567685A1 true DE1567685A1 (de) | 1970-08-13 |
| DE1567685B2 DE1567685B2 (de) | 1976-02-26 |
Family
ID=11146171
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19651567685 Withdrawn DE1567685B2 (de) | 1964-07-07 | 1965-07-06 | Vorrichtung zur herstellung eines wasserstoff und kohlenmonoxid enthaltenden gasgemisches |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US3462250A (de) |
| JP (1) | JPS4817991B1 (de) |
| DE (1) | DE1567685B2 (de) |
| GB (1) | GB1116979A (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2253385A1 (de) * | 1972-10-31 | 1974-05-09 | Texaco Development Corp | Verfahren und brenner zur synthesegasherstellung |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2309821C2 (de) * | 1973-02-28 | 1983-05-26 | Texaco Development Corp., 10650 White Plains, N.Y. | Verfahren und Brenner zur Herstellung einer hauptsächlich Wasserstoff und Kohlenmonoxid enthaltenden Gasmischung |
| DE2360756A1 (de) * | 1973-12-06 | 1975-06-12 | Metallgesellschaft Ag | Verfahren zum betreiben eines reaktors fuer die thermische vergasung von kohlenwasserstoffen |
| NL179468C (nl) | 1974-09-09 | 1986-09-16 | Shell Int Research | Werkwijze voor het vergassen van olie door partiele oxydatie onder tangentiele invoer van de oxydant. |
| JPS5652910Y2 (de) * | 1978-08-02 | 1981-12-10 | ||
| US4226698A (en) | 1978-08-04 | 1980-10-07 | Schroeder Wilburn C | Ash removal and synthesis gas generation from heavy oils produced by coal hydrogenation |
| JPS5542638A (en) * | 1978-09-20 | 1980-03-26 | Ishida Sangyo Kk | Selffheating bag |
| JPS5542639A (en) * | 1978-09-20 | 1980-03-26 | Ishida Sangyo Kk | Selffheating bag |
| JPS5820253Y2 (ja) * | 1979-01-17 | 1983-04-26 | 錦明印刷株式会社 | 発熱体 |
| JPS55110543A (en) * | 1979-02-19 | 1980-08-26 | Ri Keieki | Heating bag |
| JPS5848183B2 (ja) * | 1979-02-23 | 1983-10-27 | ティーディーケイ株式会社 | 加湿器 |
| JPS5890504A (ja) * | 1981-11-24 | 1983-05-30 | Oma Kazuhiko | 植物土「穣」病原糸状菌殺菌剤 |
| JPS6232500Y2 (de) * | 1984-11-16 | 1987-08-20 | ||
| JPS62149316U (de) * | 1986-03-13 | 1987-09-21 | ||
| US5022848A (en) * | 1989-08-24 | 1991-06-11 | Fowler Benjamin P | Apparatus and method for heating a waste disposal system |
| US6153150A (en) * | 1998-01-12 | 2000-11-28 | Advanced Technology Materials, Inc. | Apparatus and method for controlled decomposition oxidation of gaseous pollutants |
| EP2216291A1 (de) * | 2009-01-26 | 2010-08-11 | Casale Chemicals S.A. | Verfahren und Brenner zur Herstellung von Syngas aus Kohlenwasserstoffen |
| CN117120157A (zh) * | 2021-03-16 | 2023-11-24 | 堪萨斯州立大学研究基金会 | 合成气组分的合成方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2011034A (en) * | 1931-04-29 | 1935-08-13 | Chilowsky Constantin | Partial combustion oil gas generator |
| US2398654A (en) * | 1940-01-24 | 1946-04-16 | Anglo Saxon Petroleum Co | Combustion burner |
| BE545545A (de) * | 1955-02-25 | |||
| US2971829A (en) * | 1958-12-23 | 1961-02-14 | Shell Oil Co | Hydrocarbon gasification |
| US3286997A (en) * | 1961-04-18 | 1966-11-22 | Thiokol Chemical Corp | Vortex fuel injector |
| US3195303A (en) * | 1962-01-22 | 1965-07-20 | Bendix Corp | Vortex valve |
-
1965
- 1965-07-02 US US469183A patent/US3462250A/en not_active Expired - Lifetime
- 1965-07-06 GB GB28613/65A patent/GB1116979A/en not_active Expired
- 1965-07-06 JP JP40040185A patent/JPS4817991B1/ja active Pending
- 1965-07-06 DE DE19651567685 patent/DE1567685B2/de not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2253385A1 (de) * | 1972-10-31 | 1974-05-09 | Texaco Development Corp | Verfahren und brenner zur synthesegasherstellung |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE1567685B2 (de) | 1976-02-26 |
| GB1116979A (en) | 1968-06-12 |
| US3462250A (en) | 1969-08-19 |
| JPS4817991B1 (de) | 1973-06-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE1567685A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung gasfoermiger,Wasserstoff und Kohlenmonoxyd enthaltender Mischungen | |
| DE3520781C2 (de) | ||
| DE3525161C2 (de) | ||
| EP2885381B1 (de) | Vorrichtung und verfahren zur eindüsung von sauerstoff in eine druckaufgeladene wirbelschichtvergasung | |
| DE2742505A1 (de) | Verfahren und reaktor zur teilverbrennung pulverisierter kohle | |
| EP0902233A1 (de) | Kombinierte Druckzerstäuberdüse | |
| DE876128C (de) | Verfahren und Geraet zur Herstellung von Gasruss | |
| DE2506438C3 (de) | Verfahren zur thermischen Spaltung von Abfallschwefelsäure | |
| DE2659170A1 (de) | Verfahren und brenner zur teilverbrennung eines fluessigen oder gasfoermigen brennstoffes | |
| DE19962616A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung eines homogenen Gemisches aus einem dampfförmigen aromatischen Kohlenwasserstoff und einem Sauerstoff enthaltenden Gas | |
| DE3939197C3 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Minderung der Stickoxid-Konzentration im Abgasstrom von Verbrennungsprozessen | |
| DE1592853C3 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von RuB | |
| DE1083001B (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Aktivruss | |
| DE2430433C2 (de) | Zerstäuber | |
| DE3943096A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum feinen zerstaeuben eines fluessigen brennstoffs und mit dieser vorrichtung versehener brenner | |
| DE2363569A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur herstellung von gasen durch unvollstaendige verbrennung von kohlenwasserstoffen | |
| DE2410847C3 (de) | Verwendung eines Ultraschallzerstäubers für die Zerstäubung von Schwefel | |
| EP0093909B1 (de) | Verfahren zur Spaltung von verdünnter Schwefelsäure | |
| DE1910125B2 (de) | Reaktor zur Herstellung von Furnaceruß | |
| DE2114781C3 (de) | Beheizungsverfahren für Hochöfen und Vorrichtung dafür | |
| DE2734216A1 (de) | Brennerkopf fuer einen hochdruck- oelzerstaeubungsbrenner | |
| DE2612302A1 (de) | Verfahren zur verbrennung organische bestandteile enthaltender abwaesser | |
| EP0209631B1 (de) | Verfahren und Brenner zum Verbrennen von flüssigem Brennstoff | |
| DE2309821A1 (de) | Brenner und verfahren zur herstellung eines h tief 2 und co enthaltenden produktgases | |
| AT83262B (de) | Zerstäuberdüse, insbesondere zum Zerstäuben dicker Flüssigkeiten. |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BHJ | Nonpayment of the annual fee |