DE2659225A1

DE2659225A1 - Verfahren und vorrichtung zum verbrennen von kohlenstoffhaltigen brennstoffen

Info

Publication number: DE2659225A1
Application number: DE19762659225
Authority: DE
Inventors: Asmund A Boyum
Original assignee: Engelhard Minerals and Chemicals Corp
Current assignee: BASF Catalysts LLC
Priority date: 1975-12-29
Filing date: 1976-12-28
Publication date: 1977-07-07
Also published as: AU506873B2; FR2337306A1; SE424226B; IT1075234B; CA1073334A; CH615008A5; SE7614588L; AU2089976A; FR2337306B1; BE849927A; AR220311A1; JPS5284309A; GB1571809A; ES465675A1; MX4352E; BR7608734A; ES454623A1

Description

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s Patentanwälte?

Dr Ina W^'t^r *bitz «

Dr.DiGt-srF.Morf 'f' 28. Dezember 1976

Dr. Hsns-A. Brauns B-1136

liünoheo BB, Pienzonauergtr. 28

ENGELHARD MINERALS & CHEMICALS CORPORATION 430 Mountain Avenue, Murray Hill, N.J. 07974, V.St.A.

Verfahren und Vorrichtung zum Verbrennen von kohlenstoffhaltigen Brennstoffen

Die Erfindung betrifft Verfahren und eine Vorrichtung zum Verbrennen von kohlenstoffhaltigen Brennstoffen und insbesondere Verfahren und eine Vorrichtung sum Verbrennen von kohlenstoffhaltigen Brennstoffen unter Ausbildung eines heissen_s gasförmigen Ausflusses für die Verwendung als Wärmequelle (beispielsweise in einem Ofen) oder als Kraftquelle (beispielsweise als Bewegungsfluid in einem Turbinensystem.

In der US-Anmeldung Serial-No. 358 411 vom 8. Mai 1973, die hiermit in die Offenbarung einbezogen wird, wird ein Verfahren beschrieben für eine katalytisch unterstützte thermische Verbrennung. Nach diesem Verfahren können kohlen-

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stoffhaltige Brennstoffe sehr wirksam und mit thermischen Reaktionsgraden in Gegenwart von festen Oxidationskatalysatoren bei Temperaturen verbrannt werden, die unterhalb den Stickoxid bildenden Temperaturen liegen. Wie in der US-Anmeldung Serial No. 358 411 beschrieben wird, betrifft das dort beschriebene Verfahren ein Verbrennungsverfahren, bei dem im wesentlichen eine adiabatische Verbrennung einer Mischung aus Brennstoff und Luft oder aus Brennstoff, Luft und inerten Gasen in Gegenwart eines Katalysators erfolgt, wobei man bei einer Temperatur arbeitet, die im wesentlichen oberhalb der momentanen Selbstentzündungstemperatur der Mischung liegt, die aber unterhalb der Temperaturen liegt, bei denen sich eine merkliche Menge von Stickoxiden bilden würde. Im wesentlichen adiabatische Verbrennung bedeutet, dass die Arbeitstemperatur des Katalysators um nicht mehr als etwa 166°C und typischerweise nicht mahr als etwa 85°C von der adiabatischen Flammentemperatur der Mischung aufgrund des Wärmeverlustes am Katalysator differiert. Die momentane Selbstentzündungstemperatur der Mischung wird hier und in der US-Patentanmeldung Serial-No. 358 411 so definiert, dass damit die Temperatur gemeint ist, bei welcher die Entζündungsverzögerung der Mischung, welche auf den Katalysator trifft, vernachlässigbar ist im Verhältnis zur Verweilzeit in der Verbrennungszone der der Verbrennung unterliegenden Mischung. In typischen Fällen liegt die Betriebstemperatur des Katalysators im Bereich von etwa 927°C bis etwa 176O C und vorzugsweise etwa im Bereich von 1093 C bis 1649°C. Wie in der US-Anmeldung Serial-No. 358 4ll dargelegt wird, findet die Verbrennung unter diesen Bedingungen in einem Grad statt, der wesentlich höher liegt als der übliche katalytische Verbrennungsgrad. Die Verbrennung der die Katalysatorzone verlassenden Gase kann

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im wesentlichen vollständig verlaufen oder die Verbrennung kann abstromseitig der den Katalysator enthaltenden Zone fortgeführt werden.

Nach dem Prinzip der vorliegenden Erfindung wird zunächst eine Mischung von kohlenstoffhaltigem Brennstoff und Luft hergestellt und einem Katalysator zugeführt für eine wenigstens teilweise Verbrennung in Gegenwart des Katalysators unter im wesentlichen adiabatischen Bedingungen, wie vorher beschrieben wurde₉ wobei sich ein erster Gasabstrom bildet. Alle Brennstoffes die in der US-Anmeldung Serial-No. 358 411 erwähnt worden sind, können für die Bildung dieser ersten Mischung verwendet werden und alle in dieser Anmeldung erwähnten Brennstoff-Luft-Verhältnisse können für diese erste Mischung in Frage kommen. Obwohl atmosphärische Luft im allgemeinen die Sauerstoffquelle für die Verbrennung des Brennstoffs in der ersten Mischung (sowie auch für die Verbrennung von zusätzlichem Brennstoff, der nach dem Prinzip der vorliegenden Erfindung verbrannt wird) ist, soll hier dargelegt werden, dass der Ausdruck "Luft" so verwendet wird, dass er jedes Gas oder jede Gaskombination einsehliesst, welche für die Verbrennung geeigneten Sauerstoff enthält. In einigen Fällen wird es hier erforderlich sein, speziell auf inerte oder Rückführungsgase, die bei den verschiedenen Anwendungen in der vorliegenden Erfindung mit dem zu verbrennenden Brennstoff und der Luft gemischt werden können₉ hinzuweiseng dies bedeutet jedoch nieht₉ dass Luft hierbei nicht auch in den inerten Gasen enthalten sein kann.

Das erste Abgas, das oben erwähnt worden ist, wird mit einer zweiten_s kohlenstoffhaltigen Brennstoff enthaltenden

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Komponente, die für diesen Zweck zur Verfügung gestellt wird, gemischt, wobei diese zweite Komponente mit oder ohne eine Komponente, die nicht selbst Brennstoff ist (beispielsweise Luft) vorliegen kann, wobei sich eine zweite Mischung bildet. Diese Brennstoff enthaltende Komponente ist von der ersten Mischung verschieden und man kann vorteilhafterweise einen Brennstoff verwenden, der unterschiedlich von dem in der ersten Mischung verwendeten Brennstoff ist. Der in der zweiten Brennstoff enthaltenden Komponente verwendete Brennstoff ist ein Brennstoff hoher Energie mit einer adiabatischen Entflammungstemperatur von wenigstens etwa l8l6°C bei der Verbrennung mit einer stöchiometrischen Menge Luft. Der Ausdruck "stöchiometrische Menge Luft", wie er hier gebraucht wird, bedeutet die Menge an Luft von atmosphärischer Zusammensetzung, die theoretisch gerade ausreicht für eine vollständige Verbrennung des gesamten Kohlenstoffes in einer gegebenen Menge des Brennstoffes unter Bildung von Kohlendioxid und für die vollständige Ver— brennung von jeglichen Kohlenwasserstoffen in dem Brennstoff zu Kohlendioxid und Wasser. D'. vorstehend gemachte Feststellung, wonach der Brennstoff in der zweiten Brennstoff enthaltenden Komponente eine adiabatische Entflammungstemperatur von wenigstens etwa 1816°C beim Verbrennen mit eine." stöchiometrischen Menge Luft hat, soll nicht bedeuten, dass der Brennstoff in der zweiten Brennstoff enthaltenden Komponente notwendigerweise mit einer stöchiometrischen Menge an Luft nach dem Verfahren und in der Vorrichtung gemäss der Erfindung verbrannt wird.

Die zweite vorher erwähnte Mischung schliesst Sauerstoff

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ein, der zur Verfügung steht für eine zumindest teilweise Verbrennung des Brennstoffes in der zweiten Brennstoff enthaltenden Komponente. Dieser Sauerstoff kann unkombinierter Sauerstoff in dem ersten Abgas sein oder er kann Luft in der zweiten Brennstoff enthaltenden Komponente sein oder beides. Zusätzlich hat die zweite Mischung beim Mischen eine Temperatur,, die zumindest ausreicht, um die homogene Verbrennung der zweiten Mischung aufrechtzuerhalten und eine adiabatische Flammentemperatur, die im wesentlichen oberhalb der Temperatur des ersten Abgases liegt, aber unterhalb etwa 2038 C. Typischerweise liegt die adiabatische Flammentemperatur der zweiten Mischung im Bereich von etwa 927°C bis etwa 2O38°C, vorzugsweise von etwa 1371°C bis etwa l8l6°C. Der hier verwendete Ausdruck "homogene Verbrennung" bedeutet eine thermische Verbrennung, die durchgeführt wird mit einem ausreichend einheitlichen Gemisch der Komponenten der zweiten Mischung, um lokalisierte Regionen von wesentlich höheren Temperaturen als die Durchschnittstemperaturen in der Verbrennungs· zone zu vermeiden.

Die zweite Mischung wird homogen verbrannt unter Ausbildung eines zweiten Gasstromes, der als Wärmequelle oder Kraftquelle verwendet werden kann. Diese Verbrennung wird vorzugsweise bei Temperaturen vorgenommen, die niedrig genug sind und mit einer Verweilzeit der Mischung in der Verbrennungszone, die kurz genug ist, um eine wesentliche Bildung von Stickoxiden zu vermeiden. Die Verbrennung der zweiten Mischung kann im wesentlichen adiabatisch (zum Beispiel falls das zweite Abgas verwendet wird als Antriebsfluid für eine Turbine) sein, oder die Wärme kann aus der Verbrennungs ζ one abgezogen werden (beispielsweise wenn das System ein Ofen ist).

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Zusätzliche VerbrennungsStadien, die ähnlich der .Verbrennung der zweiten Mischung sind₉ können geschaffen werden, indem man das gesamte oder einen Teil des zweiten Abgases mit zusätzlicher Luft vermischt, sofern die Verbrennung des zweiten Abgases nicht vollständig verlaufen ist, oder mit einer zusätzlichen Treibstoff enthaltenden Komponente mit oder ohne Nidittreibstoffanteilen (beispielsweise Luft). Inerte Gase, wie die Abgase des Systems können mit allen Brennstoffen oder der Luft oder mit beiden, diedem System zugeführt werden, vermischt werden, um die thermische Wirksamkeit des Systems zu verbessern und die Temperaturkontrolle im System zu ermöglichen. Alle dem System zugeführten Gase können vorerhitzt sein, beispielsweise durch Wärmeaustausch mit den Abgasen des Systems, durch Kompression in einem Kompressor (in einem Turbinensystem) oder mit anderen Mitteln.

Die weiteren Merkmale der Erfindung, deren Art und die verschiedenen Vorteile, werden aus den anliegenden Zeichnungen besser ersichtlich sowie aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Figur 1 stellt einen etwas schematischen, etwas vereinfachten Querschnitt einer Verbrennungsvorrichtung dar, die konstruiert und angepasst ist für ein Arbeiten gemäss dem Prinzip in der vorliegenden Erfindung.

Figur 2 ist ein etwas schematischer und etwas vereinfachter Querschnitt und zeigt ein Turbinensystem ein-

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schliesslich einer Verbrennungsvorrichtung, die konstruiert und angepasst ist für das Arbeiten gemäss dem Prinzip in dieser Erfindung.

Figur 3 ist ein etwas schematischer Teilquerschnitt eines Ofens, der konstruiert und angepasst ist für eine Arbeitsweise nach dem Prinzip der vorliegenden Erfindung und

Figur 4 zeigt eine andere Ausfuhrungsform des Ofens nach Figur 3.

In der in Figur 1 gezeigten Vorrichtung wird der Brennstoff durch die Leitung 10 mit dem Ventil 12 zugeführt und die Luft wird durch die Leitung 14 mit dem Ventil 16 zugeführt. Brennstoff aus der Leitung 10 und Luft aus der Leitung 14 wird gemischt, um eine erste Mischung aus Brennstoff und Luft in Leitung 18 zu bilden. Die Mengen und Proportionen an Brennstoff und Luft in der ersten Mischung werden in den Ventilen 12 bzw. 16 eingestellt in Übereinstimmung mit den Prinzipien, wie sie in der US-Anmeldung Serial-No. 358 411 beschrieben worden sind. Das heisst, dass die Brennstoffe, die in jener Anmeldung beschrieben werden, durch die Leitung 10 eingeführt werden können und mit der Luft aus der Leitung 14 in jeden Mengen und Anteilen für eine wirksame Verbrennung bei der gewünschten Arbextstemperatur des Katalysators unter den Bedingungen wie sie in der Verb renn ungs ζ one, die den Katalysator enthält, vorliegen, vermischt werden können. Gewünschtenfalls kann die Luft und/oder der Brennstoff vorerwärmt werden (beispielsweise durch Kompression in dem Systemkompressor, falls das System ein Turbinensystem ist, durch Wärmeaustausch mittels der

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Abgase des Systems usw.). Ebenfalls können gewünschtenfalls inerte oder im wesentlichen inerte Gase, wie die Abgase des Systems, mit dem Brennstoff oder der Luft oder mit beiden, wie sie durch die Leitungen 10 und 12 zugeführt werden, vermischt werden (oder vermischt werden mit der ersten Mischung in Leitung 18 oder getrennt eingeführt werden in die erste Mischzone 22) für eine wirksame thermische Ausnutzung und zur Kontrolle der Temperatur in dem Brenner 20. Der Einfachheit halber werden alle solchen inerten Gase, welche dem Brenner zugeführt werden, nachfolgend als"Kreislaufgase" bezeichnet, weil in vielen Fällen diese Gase einen Teil der Abgase des Systems, die im Kreislauf geführt werden, bilden. Falls jedoch ein Strom eines inerten oder im wesentlichen inerten Gases aus einer anderen Quelle (beispielsweise ein Abfallstrom aus einem anderen Verfahren) zur Verfügung steht, so soll der Ausdruck "Kreislaufgase" auch solche Gase einschliessen.

Die erste Mischung in der Leitung 18 wird in den Brenner 20, der ein zylindrisches Gehäuse 21 hat, geleitet und dessen Längsquerschnitt in Figur 1 gezeigt wird. Obwohl in Figur 1 ein zylindrischer Brenner gezeigt wird, ist es selbstverständlich, dass eine Vielzahl von Formen verwendet werden kann, in Abhängigkeit von beispielsweise der Art und der Konfiguration des Systems, in welchem der Brenner verwendet wird. Die erste Mischung wird in den Anfangsteil des Brenners 20 eingeführt, die hier als An fan gsmisch ζ one 22 bezeichnet wird. Obwohl bei der speziellen Ausführungsform, wie sie in.Figur !gezeigt wird, die erste Mischung des Brennstoffes und der Luft

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in Leitung 18 vor der An fangs mi sch ζ one 22 gebildet wird, ist es doch selbstverständlich, dass der Brennstoff und die Luft alternativ auch in die Anfangsmischzone 22 getrennt eingeführt werden und gemischt werden können in dieser Zone unter Ausbildung der ersten Mischung. Die Anfangsmischζone 22 schliesst ein einen Zünder 24, der betrieben wird,wie in der US-Anmeldung Serial-No. 358 411 beschrieben wird, um die erste Mischung in der Zone 22 zu zünden und den Katalysator 25 in der Katalysator enthaltenden Verbrennungszone 26 während des Anfahrens des Systems zu erhitzen. Während der Zünder 24 in Betrieb ist, kann es erforderlich sein, Brennstoff und Luft dem System in verschiedenen Mengen und Proportionen zuzuführen, um sicherzustellen, dass ein entflammbares Gemisch in Zone 22, wie es in jener erwähnten Patentanmeldung beschrieben wird., vorliegt. Befindet sich jedoch der Katalysator 25 auf normaler Betriebstemperatur, so wird der Zünder 2 4 normalerweise nicht in Betrieb gesetzt und in der Anfangsmischzone 22 findet vorzugsweise keine Verbrennung vor der katalytischen Zone 26 bei Temperaturen statt _s bei welchen eine wesentliche Bildung von Stickoxiden erfolgen würde.

Die Verbrennungszone 26 befindet sich im Brenner 20 abstromseitig zur Anfangsmischzone 22₉ so dass die Gase in Zone 22 durch die Zone 26 zur Katalysatorauslasszone 28 strömen. Zone 26 schliesst einen Katalysator 25 · ein, der in einer speziellen Ausführungsform in Figur 1 gezeigt wird als ein Körper, der transversal zur Längsachse des Brenners 20 angeordnet ist, und der mittels eines Vorsprungs oder eines ringförmigen Ringes 27 an der inr.sr,?^ Oberfläche des Brenner gehäuses 21 festge-

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macht ist. Der Katalysator 25 nimmt vorzugsweise den grossten Teil oder den gesamten Fliessquerschnitt der Verbrennungszone ein und schliesst ein eine Vielzähl von Kanälen aus der Anfangsmischsone 22 zur Katalysatorauslasszone 28. Wenigstens ein Teil dsr Gase, die durch die den Katalysator 25 enthaltende Zone 26 geführt werden, werden so in Gegenwart des Katalysators verbrannt unter Bedingungen, wie sie in der US-Patentanmeldung Serial-No. 358 411 und zusammengefasst vorher beschrieben sind, und wobei sich ein erster gasförmiger Abstrom bildet. Alle Katalysatorzusammensetzungen und -strukturen, die in der Anmeldung Serial-No. 358 ²IIl beschrieben sind, können als fester Oxidationskatalysator 25 verwendet werden. Beispielsweise kann der Katalysator 25 ein Honigwabenkatalysator sein mit einer Vielzahl von Kanälen parallel zu der Längsachse des Brenners 20. Die adiabatische Flammtemperatur der Brennst off-Luft-Mischung, welche auf den Katalysator geführt wird, liegt im Bereich von etwa 927°C bis etwa 176O⁰C und vorzugsweise von etwa 1093⁰C bis etwa 1650⁰C, so dass für das in Figur 1 beschriebene adiabatische System die Betriebstemperatur des Katalysators in der Nähe dieser adiabatischen Flammtemperatur liegt und, wenn der grösste Anteil des Brennstoffes verbrennt während er in der Katalysator zone 26 ist, kann der erste Abgasstrom aus der Katalysatorzone bei einer Temperatur austreten, die etwas geringer ist als die adiabatische Flammtemperatur der eintretenden Mischung. Die die Katalysatorzone 26 verlassenden Gase können vollständig verbrannt sein oder die Verbrennung kann abstromseitig der Zone 26 in der Katalysatorauslasszone 28 fortgeführt werden.

Die ersten Abgase werden von der Katalysatorauslasszone 28'

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in die zweite Mischzone und Verbrennungszone 30 geführt, wo sie gemischt und thermisch verbrannt werden mit einer zweiten Brennstoff enthaltenden Komponente, die nachfolgend beschrieben wird. Die zweite Brennstoff enthaltende Komponente wird dem Brenner 20 durch die Leitung ¹IO zugeführt und wird in die zweite Misch- und Verbrennungszone 30 durch eine Düse 42 gesprüht, wobei sie sich mit den ersten abfliessenden Gasen aus der Katalysatorauslasszone 28 und unter Bildung einer zweiten Mischung in Zone 30 mischen. Die zweite Brennstoff enthaltende Komponente unterscheidet sich in ihrer Art oder ihren Proportionen oder in beidem von dem Brennstoff der ersten Mischung, welche dem Katalysator 25 zugeführt wird, und schliesst solche Brennstoffe ein, die durch die Leitung 40 über die Leitung 32 mit dem Ventil 34 zugeführt werden und die auch Nicht-Brennstoffanteile (beispielsweise Luft), die der Leitung 40 durch die Leitung 36 mit dem Ventil 38 zugeführt werden, enthalten können. Wie in der Anmeldung Serial-No« 358 ¹Hl beschrieben wird, kann das Verhältnis von Brennstoff zu Luft in der ersten Mischung (die wenigstens zum Teil in der Katalysatorζone 2β, wie vorher erwähnt., verbrannt wird) annähernd stöchiometrisch sein, sofern die gewünschte Betriebstemperatur nicht überschritten wird, oder die Anteile können nicht-stöchiometrisch sein auf der brennstoffreichen oder auf der brennstoffarmen Seite. Falls die Mischung annähernd stöehiometrisch ist, wird im wesentlichen der gesamte Brennstoff in der ersten Mischung in der Katalysatorzone 26 und der Kat alys at oraus las sz one 2 8 verbrannt. Palls die erste Mischung brennstoffreich ist, so befinden sich unverbrannte Anteile des Brennstoffs in dem ersten Abstrom. Falls das erste Gemisch brennstoffarm ist, so befindet sich Sauerstoff in dem ersten Abstrom,

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der für die Verbrennung von weiterem Brennstoff geeignet ist. Sofern ausreichend Sauerstoff zur Verfügung steht in dem ersten abfliessenden Gas für die Verbrennung des Brennstoffs in der zweiten Brennstoff enthaltenden Komponente, ist es nicht notwendig oder erwünscht, dass zusätzliche Luft in der zweiten Brennstoff enthaltenden Komponente zur Verfügung steht. Andererseits, falls ungenügende Mengen an Sauerstoff in dem ersten abfliessenden Gas.für die Verbrennung des Brennstoffs in der zweiten Brennstoff enthaltenden Komponente vorhanden ist, oder falls unverbrannter Brennstoff in dem ersten abfliessenden Gas vorhanden ist, enthält die zweite Brennstoff enthaltende Komponente Luft für die Verbrennung des Brennstoffs in der zweiten Brennstoff enthaltenden Komponente und jeglichen unverbrannten Brennstoff aus dem ersten abfliessenden Gas« Auf jeden Fall ist es bevorzugt gemäss der vorliegenden Erfindung, dass das Brennstoff-Luft-Gemisch in der zweiten Brennstoff enthaltenden Komponente, insbesondere wenn der gleiche Brennstoff verwendet wird, wesentlich reicher an Brennstoffwerten ist als die erste Brennstoff-Luft-Mis chung.

Der über die Leitung 32 zugeführte Brennstoff kann der gleiche sein, wie der Brennstoff, der durch die Leitung 10 zugeführt wird, aber in einem unterschiedlichen Mischungsverhältnis mit Luft, oder es kann ein verschiedener Brennstoff sein. Auf jeden Fall ist der Brennstoff in der zweiten Brennstoff enthaltenden Komponente ein Brennstoff mit höherer Energie mit einer adiabatischen Flammtemperatur von wenigstens etwa l8l6°C, sofern er mit einer stochiometrischen Menge an Luft verbrannt wird. Einer dier Vorteile der Erfindung ist der, dass ein Brennstoff

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der unbequem oder ungeeignet für die Verbrennung in Gegenwart des Katalysators in der Zone 26 ist, durch die Leitung 32 eingeführt werden kann und abstromseitig vom Katalysator verbrannt werden kann. So können beispielsweise Brennstoffe, die erheblich verunreinigt sind mit Schwefel und welche den Katalysator in der Zone 26 vergiften würden, durch die Leitung 32 zugeführt werden und verbrannt werden ohne Gefahr für den Katalysator. Andere Beispiele sind Brennstoffe, welche Verbrennungsprodukte erzeugen mit einem erheblichen Ascheanteil und Brennstoffe mit hohen Siedepunkten und schwer zu verdampfende und innig mit der Luft zu vermischende Brennstoffe bevor der Katalysator 25 kontaktiert wird beim Erreichen des Einlasses in die Zone 26.

Wie im Falle der Komponenten, die durch die Leitungen 10 und lH zugeführt werden, können entweder eine oder beide der Komponenten_s die durch die Leitungen 32 und 36 zugeführt werden, gewünsehtenfalls mittels der Mittel., die vorher erwähnt worden sind., vorerhitzt werden. In gleicher Weise können Umlaufgase mit entweder einer oder beiden der Komponenten die durch die Leitungen 32 und 36 zugeführt werden«, aus Gründen der thermischen Wirksamkeit und um die- Kontrolle der Temperatur im Brenner 20 zu ermöglichen, insbesondere durch Vermischen und Verbrennen in der Zone 30«," vermischt werden.

Wie schon erwähnt ₉ wird die zweite Brennstoff enthaltende Komponente mit dem ersten Abfluss vermischt unter Ausbildung einer zweiten Mischung in der Zone 30. Diese zweite Mischung hat eine Temperatur, die zumindest aus-

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reicht, um eine homogene Verbrennung der zweiten Mischung aufrechtzuerhalten und hat eine adiabatische Flammen temperatur, die wesentlich oberhalb der Temperatur des ersten abfliessenden Gases ist,-aber unterhalb etwa 2o38°C liegt. Typischerweise beträgt die Temperatur der zweiten Mischung beim Mischen wenigstens etwa 927 C, vorzugsweise wenigstens etwa 1093 C und die adiabatische Flammtemperatur der zweiten Mischung liegt im Bereich von etwa 927°C bis etwa 2038⁰C, vorzugsweise von etwa 1371°C bis etwa I816⁰

C.

In der zweiten Misch- und Verbrennungsζone 30 wird die zweite Mischung thermisch verbrannt unter Bildung eines zweiten gasförmigen Ausflusses. Das Ventil 42 kann so eingestellt werden, dass beim Verbrennen des Gases, welches aus der den Katalysator enthaltenden Zone 26 austritt, weiterhin stattfindet, so dass die Verbrennung kontinuierlich von der Zone 28 bis zur Zone 30 reicht, oder das Ventil 42 wird so eingestellt, dass die Verbrennung des ersten Ausflusses aufgehört hat, so dass eine Unterbrechung von der Zone 28 bis zur Zone 30 vorliegt. Der zweite gasförmige Ausfluss wird als Wärmeoder Kraftquelle verwendet. Beispielsweise kann die Wärme des Gases in Zone 30 durch einen Wärmeaustauscher entzogen werden, zum Beispiel zur Erzeugung von Dampf.

Alternativ kann die im Brenner 20 stattfindende Verbrennung im wesentlichen vollständig adiabatisch sein und der zweite Ausfluss kann von dem Verbrenner durch Leitung 50 für den Wärmeübergang von dort auf einen anderen Ort oder für dia Verwendung als Antriebsfluid für eine Turbine weggeführt werden. Die erschöpften zweiten ausfliessenden Gase treten anschliessend aus

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dem System aus. Zusätzliche Wärme kann gewonnen werden aus diesen Abgasen,um den Brennstoff oder die Luft oder beides, welche dem System wie vorher erwähnt zugeführt werden, vorzuerhitzen. Ein Teil der Abgase kann mit dem Brennstoff oder der Luft vermischt werden oder beide können dem System in Form der vorerwähnten Umlaufgase zugeführt werden.

Obwohl nur ein Ventil 42 in der vereinfachten schematischen Abbildung der Figur 1 gezeigt wird, ist es klar, dass jegliche Zahl und Anordnung solcher Ventile vorliegen kann, um eine wirksame vollständige Vermischung der zweiten Brennstoff enthaltenden Komponente mit dem ersten abfliessenden Gas zu gewährleisten, wie es wünschenswert ist, um eine homogene Verbrennung der erhaltenen zweiten Mischung mit einer einigermassen Gleichmässigkeit an Temperatur in Zone 30 zu bewirken. Obwohl zusätzlich eine Brennstoff enthaltende Komponente nur an einer Stelle entlang der Längsachse des Brenners 20 in Figur 1 eingeführt wird, ist in gleicher Weise zu verstehen, dass jegliche Zahl von hintereinander liegenden Mischungs- und Verbrennungszonen ähnlich der Zone 30 entlang des abströmigen Teils des Brenners 20 vorliegen können, wobei weitere Brennstoff enthaltende Komponenten an jeder dieser Zonen zugeführt werden»

Ein Turbinensystem_r das nach den Prinzipien der Erfindung gebaut ist und danach arbeitet _s wird in Figur 2 gezeigt. Brenner 20 in diesem System ist ähnlich dem Brenner 20 in Figur I₈ ausgenommen dass zwei hintereinander folgende Misch- und Verbrennungsζonen 30a und 30b in dem Brenner

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in Figur 2 enthalten sind, von denen jede ähnlich ist der Misch- und Verbrennungszone 30 in Figur 1. In dem Turbinensystem nach Figur 2 wird Luft durch die Leitung eingeführt und im Kompressor 8 komprimiert. Die Kraft zum Betreiben des Kompressors 8 wird von der Turbine 52 über die Welle 5 ^ geliefert. Komprimierte Luft tritt aus dem Kompressor 8 über die Linie l*t aus. Typischerweise ist die in Linie Ik befindliche Luft bei erhöhter Temperatur und unter erhöhtem Druck. Je nach dem Kompressionsverhältnis des Kompressors 8 kann die Luft in der Leitung IM eine Temperatur von bis zu etwa 593°C haben.

Wenigstens ein Teil der Luft aus Leitung 14 passiert das Ventil 16 und wird mit einem Teil des in das System durch die Leitung 10 geleiteten Brennstoffes gemischt unter Ausbildung einer ersten Brennstoff-Luft-Mischung in Leitung 18, ähnlich der ersten Vermischung in Leitung 18 der Figur 1. Die Menge an Brennstoff aus Leitung 10, die der Leitung 18 zugeführt wird, wird mittels des Ventils 12, wie in Figur 1, eingestellt. Die erste Mischung in Leitung wird der Eingangsmischzone 22 im Brenner 20 zugeführt. Von der Exngangsmischzone 22 passiert die erste Mischung die Katalysator enthaltende Zone 26 und wird dort, ähnlich wie in Zone 26 in Figur 1, wenigstens teilweise verbrannt unter Ausbildung eines ersten gasförmigen Ausflusses, der die Katalysatorauslasszone 28 passiert. In der zweiten Mischungs- und Verbrennungszone 30a wird der erste Abfluss vermischt mit einer zweiten Brennstoff enthaltenden Komponente, die durch die Leitung 40a und das Ventil 42a zugeführt wird, und wobei sich eine zweite Mischung bildet, die ähnliche Eigenschaften hat wie die zweite Mischung in Figur 1, und die homogen verbrannt wird in der Zone 30a unter Bedingungen, die ähnlich der Verbrennung der zweiten

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Mischung in Figur 1 sind und nrobei sich ein zweiter gasförmiger Ausfluss bildet. Brennstoff wird zu der Leitung ilOa durch die Leitung 10 in einer durch das Ventil 3^a gesteuerten Menge zugeführt. Dieser Brennstoff ist ähnlich dem Brennstoff in der zweiten Brennstoff enthaltenden Komponente in Figur 1, das heisst_s dass es ein Brennstoff hoher Energie ist mit einer adiabatischen Flammtemperatur von wenigstens etwa I816 C₃ falls er mit einer stöchiometrischen Menge an Luft verbrannt wird. In der Ausführung, wie sie in Figur .2 gezeigt wird., wird der gleiche Brennstoff dem ganzen System zugeführt _s obwohl es selbstverständlich ist,, dass verschiedene Brennstoffe den verschiedenen Verbrennungszonen gewünschtenfalls wie vorher im Zusammenhang mit Figur 1 besehrieben wurde ₉ zugeführt werden können. Die zweite Brennstoff enthaltende Komponente in Leitung ^iOa kann auch Luft enthalten₉ die aus der Leitung I^ durch das Ventil 38a zugeführt wird und mit dem Brennstof in Leitung MOa vermischt wird.

Der zweite gasförmige Ausfluss wird durch eine dritte Misch- und Verbrennungszone 30b geleitet ₅ wo er mit einer dritten Brennstoff enthaltenden Komponente₃ zugeführt zu dem Brenner durch die Leitung Hob und das' Ventil 4Sb₃ verbrannt wird unter Bildung einer dritten Mischung. Brennstoff wird der Leitung 40b aus Leitung 10 in einer Menge zugeführt_s die durch das Ventil 3^b gesteuert wird. Obwohl es sich hier um den gleichen Brennstoff handelt, der auch den anderen Verbrennungszonen des Systems zugeführt wird₉ kann nach der besonderen Ausführungsform₃ wie sie in Figur 2 gezeigt wird₉ gewünschtenfalls ein unterschiedlicher Brennstoff zugeführt werden» Auf jeden Fall handelt es sich '.ei diesem Brennstoff um einen Brennstoff höherer

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Energie mit einer adiabatischen Flamintemperatur von wenigstens etwa l8l6°C, sofern er mit einer stöchiometrischen Menge Luft verbrannt wird. Die dritte Brennstoff enthaltende Komponente in Leitung 40b kann auch Luft, zugeführt aus Leitung 1*}, durch das Ventil 38b,enthalten, die vermischt wird mit dem Brennstoff in der Leitung ^Ob. Die dritte in der Zone 30b gebildete Mischung hat auch Eigenschaften, die ähnlich denen der zweiten Mischung in Figur 1 sind. Das heisst, dass die Temperatur der dritten Mischung wenigstens ausreicht, um eine homogene Verbrennung der dritten Mischung aufrechtzuerhalten, und dass sie eine adiabatische Flammtemperatur hat, die wenigstens oberhalb der Temperatur des ersten Ausflusses liegt, aber unterhalb etwa 2O38°C. Wie bei der zweiten Mischung, sowohl in Figur als auch in Figur 2, beträgt die Temperatur der dritten Mischung typischerweise wenigstens etwa 927°C, vorzugsweise wenigstens etwa 1O93°C, und die adiabatische Flammtemperatur der dritten Mischung liegt im Bereich von etwa 927°C bis etwa 2038⁰C und vorzugsweise von etwa 1371°C bis etwa l8l6°C. Die dritte Mischung wird homogen in Zone 30b verbrannt unter Ausbildung eines dritten, gasförmigen Ausflusses, der den Verbrenner 20 durch die Leitung 50 verlässt.

Um im wesentlichen vollständig oder zumindest erheblich die Bildung von Stickoxiden in den beiden thermischen Verbrennungszonen 30a und 30b zu vermindern, insbesondere wenn die adiabatische Flammtemperatur in der Nähe des Bereiches von 1816⁰C bis 2038 C liegt, soll die Verweilzeit der der Verbrennung unterliegenden Mischung begrenzt sein, mit oder ohne Abschreckung durch Luft beim Verlassen einer oder beider der thermischen Verbrennungszonen, denn die Bildung von Stickoxiden ist eine Funktion von sowohl Zeit und

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Temperatur für ein gegebenes Verbrennungsgemisch.

Der dritte gasförmige Ausfluss aus Leitung 50 wird als Antriebsfluid zum Antrieb der Turbine 52 verwendet. Ein Teil der in der Turbine 52 erzeugten Kraft wird verwendet, um den Kompressor 8 über die Welle 5 ^, wie vorher erwähnt, anzutreiben. Die übrige Kraft steht an der Welle 5h für die Zwecke zur Verfügung, für welche das System eingesetzt wird (beispielsweise zum Antreiben eines elektrischen Kraftgenerators). Die aus der Turbine 52 durch die Leitung 56 austretenden Gase sind in dem System verbraucht und werden im allgemeinen in die Atmosphäre abgelassen.

Eine Ofenanlage, die nach den Prinzipien der vorliegenden Erfindung gebaut wurde und deren Betriebsweise der vorliegenden Erfindung angepasst ist, wird in Figur 3 gezeigt. In dem System der Figur liegt ein vertikaler Schnitt eines Ofengehäuses 160 vor mit einer Vielzahl von seitlich hervorstehenden Umschliessungen 162, die um dessen Peripherie in der Nähe des Bodens des Gehäuses angeordnet sind. Obwohl in der speziellen Ausführungsform, wie sie in Figur gezeigt wird, das Gehäuse l60 im wesentlichen zylindrisch ist und die umschliessungen 162 sich von dem Gehäuse 160 radial erstrecken, kann eine grosse Anzahl verschiedener Anordnungen verwendet werden, wie für jeden Fachmann ersichtlich ist. Jede der Umschliessuigen 162 ist ähnlich dem Eingangsteil des Brenners 20 in den Figuren 1 und 2. Jede Umschliessung 162 schliesst deshalb eine Eingangsmischzone 122,ähnlich der Eingan gsmisch ζ one 22 in den Figuren 1 und 2, und eine Zone 126, die den Katalysator enthält, ähnlich der Katalysatorzone 26 in Figuren 1

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und 2, ein. Ein Teil der ersten Mischung aus Brennstoff und Luft, ähnlich der ersten Mischung gemäss Figur 1, die, wie weiter unten beschrieben wird, gebildet worden ist, wird zu jeder der Umschliessungen 162 zugeführt und wenigstens zum Teil verbrannt in der angeschlossenen Katalysatorzone 126, wie in der Katalysatorzone 26 von Figur 1, unter Bildung eines ersten gasförmigen Ausflusses, der in dem unteren Teil 130 des Inneren des Gehäuses l60 eintritt (nachfolgend als zweite Misch- und Verbrennungszone 130 bezeichnet). In Zone 130 wird der Ausfluss aus allen Umschliessungen 162 mit einer zweiten, Brennstoff enthaltenden Komponente, deren Bildung weiter unten beschrieben wird, gemischt und die der Zone 130 durch den Verteiler 1*12 zugeführt wird zur Bildung einer zweiten Mischung, die ähnlich der zweiten Mischung ist, die in Zone 30 von Figur 1 gebildet wird. Diese zweite Mischung wird homogen in Zone 130, entsprechend der Zone 30 von Figur 1, unter Ausbildung eines zweiten gasförmigen Ausflusses verbrannt. Die Wärme wird von diesem zweiten gasförmigen Ausfluss in dem Masse, wie sie ansteigt in dem Gehäuse 160 zum Erhitzen von Dampf in einem System von Dampfrohren (nicht gezeigt)» die verbunden sind zwischen den Leitungen 174 und 176, abgezogen. Falls der zweite Ausfluss zu kühl ist für einen ausreichenden Wärmeübergang, um das flüssige Wasserkondensat zu Dampf zu verdampfen in dem Dampfröhrensystem, verlässt der zweite Ausfluss das Gehäuse 160 am oberen Teil durch die Leitung 150. Die Leitung 150 kann den zweiten Ausfluss zu den anschliessenden Wärmeaustauschern 172 und 178 leiten zum Vorerhitzen bzw. um das Kondensat dem System durch die Leitung 170 wieder zuzuführen, und Luft wird dem System durch die Leitung l80 zugeführt. Das vorerhitzte Kondensat wird dem Kessel-Röhrensystem, welches

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mit dem Gehäuse l60 verbunden ist, durch die Leitung-174 zugeführt und voll erhitzter Dampf tritt aus dem Kessel-Röhrensystem durch die Leitung 176 aus. Die vorerhitzte Luft wird in das System durch die Leitung verteilt. Der zweite Ausfluss wird schliesslich aus dem System durch die Leitung 182 ausgeführt.

Die erste Mischung des Brennstoffes und der Luft, die vorher erwähnt worden ist, bildet sich in Leitung 118 durch Vermischen von Brennstoff, der durch die Leitung 110 mit dem Ventil 112 zugeführt wird, mit Luft aus der Leitung 114, welche durch das Ventil II6 zugeführt wird. Wie -vorher erwähnt, hat diese erste Mischung die charakteristischen Eigenschaften ,wie sie für die erste Mischung in Figur 1 angegeben worden sind. Brennstoff für die zweite Brennstoff enthaltende Komponente wird dem Verteiler 142 durch die Leitung 132 mit dem Ventil und die Leitung I¹IO zugeführt. Dieser Brennstoff kann der gleiche sein, der durch die Leitung 110 zugeführt wird oder es kann ein anderer Brennstoff sein. Auf jeden Fall ist der Brennstoff in der zweiten Brennstoff enthaltenden Komponente ein Brennstoff hoher Energie mit einer adiabatischen Flammtemperatur von wenigstens etwa l8l6°C, wenn er mit einer stöchiometrischen Menge an Luft verbrannt wird. Die zweite Brennstoff enthaltende Komponente kann auch Luft enthalten, die durch die Leitung 114 durch das Ventil 138 zugeführt wird.

Figur 4 zeigt eine Abänderung des Ofens gemäss Figur 3, bei dem ein Teil des letzten Verbrennungsabflusses aus

dem Ofen als Umlaufgase vermischt werden kann mit entweder der ersten Mischung aus Brennstoff und Luft oder der

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zweiten Brennstoff enthaltenden Komponente oder mit beiden, um die Temperatur in dem Ofen zu kontrollieren und die thermische Wirksamkeit des Ofens zu verbessern. Die Umlaufgase erleichtern die Einstellung der Temperaturen in dem System, indem sie das Brennstoff-Luft-Gemisch, mit lielchem sie vermischt werden, verdünnen. Eine solche Verwendung der Gase kann auch die thermische Wirksamkeit des Systems verbessern, indem Wärmewerte innerhalb des Systems, die anderenfalls in die Atmosphäre verloren gingen, bewahrt werden. Der Ofen gemäss Figur ¹J ist identisch mit dem Ofen gemäss Figur 3j hat jedoch zusätzlich die Leitung 18¹J zum Abziehen und Umlaufenlassen eines Teils der letzten Verbrennungsabflüsse zwischen dem Wärmeaustauscher 172 und 178. Die Umlaufgase in der Leitung 18¹J sind typischerweise im wesentlichen inert, weil es im allgemeinen bevorzugt wird, den Ofen nicht mit mehr Luft zu betreiben im Überschuss zu der stöchiometrischen Menge für die gesamte Menge an zugeführtem Brennstoff für den Ofen, als tatsächlich erforderlich ist, um eine vollständige Verbrennung des gesamten Brennstoffes zu gewährleisten, obwohl diese Umlaufgase etwas Sauerstoff, der für die Verbrennung zur Verfügung steht, enthalten können. Die Umlaufgase in Leitung 184 können auch typischerweise eine Temperatur oberhalb der Umgebungstemperatur haben. Ein Teil der Umlaufgase in Leitung 18¹I kann der Leitung 118 durch das Ventil I86 zugeführt werden und mit der ersten Mischung aus Brennstoff und Luft in Leitung II8 vermischt werden. Alternativ oder ausserdem kann ein weiterer Teil der Umlaufgase in Leitung 184 zur Leitung I¹JO durch das Ventil I88 zugeführt werden und mit der zweiten Brennstoff enthaltenden Komponente in Leitung I¹JO vermischt werden.

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•sä.

Obwohl in der speziellen Ausführungsform, die in Figur 4 gezeigt wird, die Umlaufgase zwischen den Wärmeaustauschern 172 und 178 abgezogen werden, ist es klar, dass diese Gase an jedem anderen Punkt abgezogen werden können (beispielsweise oberhalb des Wärmeaustauschers 172 oder hinter dem Wärmeaustauscher 178). Obwohl die Umlaufgase mit der ersten Mischung und mit der zweiten Brennstoff enthaltenden Mischung nach dem Vermischen von Brennstoff und Luft vermischt werden können, ist es gleichermassen selbstverständlich, dass diese drei .Komponenten in jeder Reihenfolge vermischt werden können. Alternativ können eine oder mehrere dieser Komponenten dem Ofen getrennt zugeführt werden und im Ofen vermischt werden (beispielsweise in der Eingangsmischzone 122, falls diese Gase die erste Mischung umfassen oder in der zweiten Misch- und Verbrennungszone 130, falls diese Gase die zweite Brennstoff enthaltende Komponente enthalten).

Es ist selbstverständlich, dass die hier beschriebenen Ausführungsformen nur beschreibend für die Erfindung sind und dass verschiedene Modifizierungen für den Fachmann vorstellbar sind, ohne dass er vom Umfang und dem Geist der Erfindung abweicht. Beispielsweise erfolgt der Wärmeaustausch in dem Ofensystem, das in den Figuren 3 und 4 gezeigt wird, mittels Dampf, aber der Wärmeaustausch kann auch mit jedem anderen Medium (beispielsweise Luft) alternativ durchgeführt werden, oder der Ofen kann eine Röhren-Destillationsblase enthalten, bei der die Wärme direkt auf ein Fluid, das in der Blase sich befindet, übertragen wird.

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Claims

Patentansprüche

erfahren zum Verbrennen von kohlenstoffhaltigen Brennstoffen, gekennzeichnet durch die folgenden Stufen:

dass man zunächst eine Mischung des kohlenstoffhaltigen Brennstoffes und Luft bildet;

dass man die genannte erste Mischung auf einen Katalysator zum Verbrennen von wenigstens einem Teil der genannten ersten Mischung unter im wesentlichen adiabatischen Bedingungen in Gegenwart des Katalysators zuführt _s wobei die Betriebstemperatur oberhalb der unmittelbaren Selbstentzündungstemperatur der genannten ersten Mischung, aber unterhalb einer Temperatur liegt, bei welcher eine wesentliche Bildung von Stickoxiden stattfindet, und dass man dadurch einen ersten gasförmigen Abfluss bildet;

dass man eine kohlenstoffhaltige, Brennstoff enthaltende Komponente₉ die unterschiedlich ist von der ersten Mischung, bildet, wobei der Brennstoff in der genannten Brennstoff enthaltenden Komponente eine adiabatische Flammtemperatur von wenigstens etwa l8l6°C hat, wenn sie mit einer stöchiometrischen Menge Luft verbrannt wird, und

dass man den genannten ersten Abfluss und die genannte Brennstoff enthaltende Komponente unter Bildung einer zweiten Mischung mit einer Temperatur beim Mischen, die zumindest ausreicht, um eine homogene Verbrennung der genahnten zweiten Mischung zu gewährleisten, vermischt und wobei diese zweite Mischung eine adiabatische Flammtemperatur hat, die im wesentlichen oberhalb der Tem-

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ι.

peratur des ersten Ausflusses, aber unterhalb etwa 2038 C liegt, sodass dadurch eine homogene Verbrennung der genannten Mischung unter Ausbildung eines zweiten gasförmigen Abflusses stattfindet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennstoff in der genannten kohlenstoffhaltigen Brennstoffkomponente unterschiedlich ist von dem Brennstoff, der für Herstellung der ersten Mischung verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste auf den Katalysator geführt Mischung eine adiabatische Piairantemperatur im Bereich von etwa 927°C bis etwa 176O⁰C hat.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur der genannten zweiten Mischung beim Mischen wenigstens etwa 927°C beträgt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur der genannten zweiten Mischung beim Mischen wenigstens etwa 1O93°C beträgt.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die adiabatische Piairantemperatur der zweiten Mischung im Bereich von etwa 927°C bis etwa 2O38°C liegt.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die adiabatische Flammtemperatur der zweiten Mischung im Bereich von etwa 1371 C bis etwa 1816°C liegt.

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' 5.

8. Verfahren nach Anspruch I₉ dadurch gekennzeichnet, dass als weitere Stufe ein Teil der thermischen Energie des genannten zweiten gasförmigen Ausflusses in Arbeit umgewandelt wird«, wodurch wenigstens eine teilweise Erschöpfung des genannten zweiten gasförmigen Ausflusses stattfindet.

9. Verfahren nach Anspruch S₉ dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des genannten;, wenigstens zum Teil erschöpften gasförmigen Ausflusses mit dem genannten ersten Ausfluss und der genannten Brennstoff enthaltenden Komponente unter Ausbildung der genannten zweiten Mischung vermischt wird.

10. Verfahren nach Anspruch I₉ gekennzeichnet durch die weitere Stufe, dass wenigstens ein Teil der thermischen Energie aus dem genannten zweiten gasförmigen Abfluss abgezogen wird durch Wärmeaustausch von dem genannten zweiten gasförmigen Abfluss _s wodurch wenigstens ein Teil des zweiten gasförmigen Abflusses erschöpft wird.

11. Verfahren nach Anspruch IQ₅, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des genannten₉ ivenigstens teilweise erschöpften zweiten, gasförmigen Abflusses mit dem genannten ersten Abfluss und der genannten Brennstoff enthaltenden Komponente unter Ausbildung der genannten zweiten Mischung vermischt wird.

12. Verfahren nach Anspruch I₉ dadurch gekennzeichnet, dass der kohlenstoffhaltige Brennstoff in der genannten ersten Mischung und der kohlenstoffhaltige Brenn-

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stoff in der genannten Brennstoff enthaltenden Komponente verbrannt werden unter Ausbildung eines Antriebs fluids für eine Gasturbine, wobei bei diesem Verfahren ausserdem noch die Stufe vorhanden ist, dass der genannte zweite gasförmige Abfluss als Antriebs fluid zum Treiben der genannten Turbine verwendet wird.

13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der kohlenstoffhaltige Brennstoff in der genannten ersten Mischung und der kohlenstoffhaltige Brennstoff in der genannten Brennstoff enthaltenden Komponente verbrannt werden unter Ausbildung von Wärme für die Erzeugung von Dampf, wobei das Verfahren das weitere Merkmal hat, dass eine Wärmeübertragung von dem genannten zweiten gasförmigen Abfluss auf ein flüssiges Wasserkondensat unter Erzeugung von Dampf überführt wird.

Ik. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der kohlenstoffhaltige Brennstoff in der genannten Brennstoffkomponente ein Brennstoff ist, der unbequem oder ungeeignet für die Verbrennung in Gegenwart des genannten Katalysators ist, und der ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend im wesentlichen aus schwefelverunreinigten Brennstoffen, Brennstoffen, welche Verbrennungsprodukte mit erheblichem Ascheanteil bilden und hochsiedenden Brennstoffen, die schwierig zu verdampfen sind und schwierig mit der Luft vor dem Inberührungbringen mit dem Katalysator abzumischen sind.

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15. Vorrichtung zum Verbrennen von kohlenstoffhaltigen Brennstoffen zur Bildung eines heissen, gasförmigen Abflusses, gekennzeichnet durch

Vorrichtungen zur Bildung einer ersten Mischung eines ersten kohlenstoffhaltigen Brennstoffes und Luft;

eine Verbrennungskammer, die so angeordnet ist, dass sie die erste Mischung aufnehmen kann und an die sich anschliesst ein Katalysatorkörper mit Gasdurchflusspassagen, wodurch die Verbrennung der genannten ersten Mischung im Gegenwart des Katalysators unter im wesentlichen adiabatischen Bedingungen unter Ausbildung eines ersten gasförmigen Abflusses bewirkt wird;

Vorrichtungen zur Bildung einer zweiten Brennstoff enthaltenden Komponente, die eine zweite kohlenstoffhaltige Komponente einschliesst, die unterschiedlich ist von der genannten ersten kohlenstoffhaltigen Komponente und

Vorrichtungen zum Mischen und dadurch homogenen Verbrennen einer zweiten Mischung, die gebildet wird aus dem genannten ersten gasförmigen Abfluss und der genannten zweiten Brennstoff enthaltenden Komponente unter Ausbildung eines zweiten gasförmigen Abflusses.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch eine weitere Vorrichtung zum Mischen eines Teils des zweiten gasförmigen Abflusses, der gekühlt worden ist mit dem genannten ersten gasförmigen Abfluss und der genannten zweiten Brennstoff enthaltenden Komponente unter Ausbildung der genannten zweiten Mischung für eine homogene Verbrennung derselben.

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17. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin enthält

eine Gasturbine und

Vorrichtungen, um den genannten zweiten gasförmigen Abfluss auf die Turbine als Antriebs fluid zu führen.

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