DE2812161A1

DE2812161A1 - Vorrichtung zum rauchlosen abfackeln von abgasen

Info

Publication number: DE2812161A1
Application number: DE19782812161
Authority: DE
Inventors: Robert D Reed; John S Zink
Original assignee: John Zink Co
Current assignee: Zinklahoma Inc
Priority date: 1977-03-21
Filing date: 1978-03-20
Publication date: 1978-10-05
Also published as: US4098566A; GB1578510A; IT1102137B; FR2385038B1; FR2385038A1; NL7802982A; JPS53116535A; CA1087511A; JPS5833447B2; IT7848525A0

Description

Vorrichtung zum rauchlosen Abfackeln von Abgasen

Die Erfindung betrifft das Abfackeln von Abgasen, insbesondere mit rauchloser Verbrennung.

Es ist bekannt, Dampf in die sogenannte Säule aus Abgasen einzuleiten und zu vermischen, die sich in Richtung der Oberseite des Fackelkamins bewegt und/oder Dampf strahl en in die zylindrische Wandung der steigenden Säule von Gas und Flammen einzusprühen, um auf diese Weise zu einer rauchlosen Verbrennung der Gase zu gelangen.

Das Einsprühen von Dampf dient drei Zwecken, wenn der Dampf auf unterschiedliche Weise zur Anwendung gebracht wird. Zunächst kann eine innige Durchmischung von Dampf und Gas strömungsaufwärts des Punktes der Zündung oder der Verbrennung herbeigeführt werden. Dies vermittelt die chemischen Bestandteile, welche bei der hohen Temperatur der Flamme chemisch transformiert werden und Kohlenmonoxyd und Wasserstoff abgeben, wobei diese ohne Rauchentwicklung verbrennen können.

Mit Hilfe des Dampfes kann gemäss einer zweiten Maßnahme die zur Verbrennung des Gases erforderliche Luft angesaugt und eingesprüht werden. Da das Gas selbst einen verhältnismässig geringen Druck besitzt, kann es infolge seiner eigenen Energie die zur Verbrennung erforderliche Luft ansaugen. Für diesen Zweck kann die Energie des Dampfes verwendet werden.

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Gemäss einer dritten Maßnahme bei Verwendung des Dampfes können mit hoher Geschwindigkeit austretende Strahlen erzeugt werden, welche eine turbulente Durchmischung von Dampf, Luft und Gas herbeiführen, um zur rauchlosen Verbrennung zu gelangen,

Es gibt zwei voneinander getrennte Wege, um ein gegenüber Rauchbildung anfälliges Gas rauchlos zu verbrennen. Nach einem Verfahren wird ausreichend Luft zugeführt und wird eine ausreichende, gute Durchmischung von Dampf und Luft vorgenommen, so dass der gesamte Kohlenstoffanteil in den Kohlenwasserstoffgasen vollständig verbrannt wird, d.h. es verbleibt kein Kohlenstoff, welcher Rauch erzeugen kann.

Gemäss dem zweiten Verfahren können gegenüber Rauchbildung anfällige Kohlenwasserstoffgase in Verbindung mit Luft und Dampf rauchlos verbrannt werden, wenn der Dampf zum Zwecke einer chemischen Veränderung des Gases eine Vormischung mit dem Gas eingeht. Diese wird unmittelbar vor der Verbrennung vorgenommen, so dass die zur Verbrennung gelangenden Anteile nicht Kohlenstoff und Wasserstoff sind, sondern Kohlenmonoxyd und Wasserstoff, welche mit unsichtbaren Endprodukten verbrennen, nämlich mit Kohlendio^d und mit Wasser.

Es wurden verschiedenartige geometrische Anordnungen für die Gasströmung und für die Dampf strömung geschaffen, wobei man sich einer oder zwei der drei Erfordernisse oder Voraussetzungen zur Herbeiführung rauchloser Verbrennung bedient. Gemäss der Erfindung wurde eine Einrichtung geschaffen, mittels welcher alle der drei möglichen Anwendungen des Dampfes zur rauchlosen Verbrennung der Abgase benutzt werden können.

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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zur rauchlosen Verbrennung von Abgasen zu schaffen, wobei Dampf so eingeblasen werden soll, dass eine vollständige Vormischung von Dampf und Gas vor der Flammenzone geschieht. Es soll gleichzeitig ausreichende zur Verbrennung dienende Luft angesaugt und eingesprüht werden. Es soll auch die erforderliche Turbulenz für die vollständige Durchmischung von Dampf, Gas und Luft in der Flammenzone erreicht werden,

Gemäss der Erfindung wurde eine zur Lösung dieser Aufgabe dienende Vorrichtung geschaffen, bei welcher ein Dampfverteilerrohr in Form einer Ringkammer von rechtwinkligem Querschnitt vorgesehen ist. Die Kammer ist an der Oberseite des Fackelkamins befestigt und besitzt im wesentlichen den gleichen Innendurchmesser wie der Kaminkörper. Die radialen Abmessungen und die vertikale Erstreckung der ringförmigen Kammer sind bestimmbar. Zum Zwecke der Vormischung von Dampf mit dem zur Oberseite des Fackelkamins strömenden Gas sind mehrere radiale Rohre durch die Innenwand der ringförmigen Dampfkammer in horizontaler Ebene und unter einem vorbestimmten Abstand unterhalb der Oberseite der Kammer dort eingeführt, wo die Verbrennung beginnt. Die Rohre sind in Richtung der Mitte des Fackelkamins gerichtet und enthalten mehrere Öffnungen, die im oberen Abschnitt der radialen Rohre ausgebildet sind. Die Öffnungen können auf einer vertikalen, diametralen Ebene der Oberseiten ausgebildet sein, so dass sich die Dampfstrahlen vertikal bewegen. Die Öffnungen können jedoch auch auf Diametral eben en unter einem vorbestimmten Winkel beidseitig der vertikalen angeordnet sein, derart, dass die Dampfstrahlen beidseitig der vertikalen Ebene durch das Rohr nach aussen gerichtet werden. Auf diese Weise kann eine bessere turbulente Durchmischung mit dem vertikal strömenden Gas hervorgerufen werden.

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Bei weiteren Ausführungsformen sind an der Oberseite der ringförmigen Kammer mehrere am Umfang unter Abstand angeordnete Rohre vorgesehen, welche in Radialebenen unter einem vorbestimmten Winkel nach aussen gerichtet sind. An diesen Rohren sind mehrere nach innen und nach oben gerichtete Öffnungen vorgesehen, um Dampf in die Flamme der brennenden Gase oberhalb der Oberseite der ringförmigen Kammer einblasen zu können als auch um Dampf in die Gase vor ihrer Verbrennung einzublasen.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert.

Fig. 1 ist eine Draufsicht auf die erfindungsgemässe Vorrichtung mit an der Oberseite der Ringkammer angeordneten nach aussen gerichteten Rohren;

Fig. 2 ist eine Schnittansicht von Linie 2-2 in Fig. 1;

Fig. 2A und 2B geben in Schnittansicht und in Draufsicht eines der an der Oberseite der ringförmigen Dampfkammer angeordneten Leitbleche wieder;

Fig. 3 ist eine vergrösserte Einzelschnittansicht eines der an der Oberseite der Dampfkammer angeordneten nach aussen gerichteten Rohre unter Darstellung der sowohl in der Dampfkammer als auch im Rohr ausgebildeten Öffnungen zum Ausblasen von Dampf;

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Fig. 4 ist eine verkleinerte, der Fig. 3 vergleichbare Ansicht unter Darstellung eines Rohres mit gebogenem Oberteil;

Fig. 5 ist eine vergrösserte Einzelansicht eines Hilfszünders von Linie 5-5 in Fig. 1;

Fig. 6 ist eine Draufsicht einer erfindungsgemässen Vorrichtung gemäss einer weiteren Ausführungsform mit nach innen gerichteten Rohren;

Fig. 7 ist eine Schnittansicht von Linie 7-7 in Fig. 6; und Fig. 8 ist eine Schnittansicht von Linie 8-8 in Fig. 7.

In der Zeichnung und insbesondere in Fig. 1 und 2 derselben ist in Draufsicht und in geschnittener Seitenansicht eine Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung dargestellt. Ein Fackelkamin 16 von zylindrischer Form besitzt an der Oberseite eine vertikale Verlängerung in Form einer zylindrischen Wand 18, die aus einer schwereren Stahlplatte gefertigt ist als der Fackelkamin 16. Eine parallele kürzere Wand 20 umgibt die Wand 18. Obere und untere Ringe 22 und 24 sind mittels Schweissverbindungen 21 und 23 an den Wänden 18 und 20 befestigt, derart, dass eine im Querschnitt rechtwinklige Ringkammer 12 besteht. Diese dient als Dampfkammer oder als Dampfverteilungskammer. Der Dampf kann beispielsweise mittels des Rohres 26 in die Kammer entlang der Pfeile 28 eingeleitet werden.

Die Achse der Anordnung aus Kamin 16 und Kammer 20 ist durch die Mittellinie 31 wiedergegeben. Der Raum innerhalb des Kamins ist

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mit der Bezugszahl 35 bezeichnet. Das abzufackelnde Gas strömt gemäss den Pfeilen 40 durch den gesamten Querschnitt des Raumes 35 vertikal nach oben gerichtet.

Mehrere kurze vertikale Rohre 29 sind durch die obere ringförmige Platte 22 der Kammer 12 eingeführt. An der Oberseite der Rohre 29 sind Verlängerungen 30 vorgesehen, welche gemäss Fig. 2 linear verlaufen können und sich unter einem Winkel 32 bezüglich der Vertikalen erstrecken. Gemäss Fig. 2 verlaufen die Verlängerungen in vertikalen Radialebenen symmetrisch unter Abstand entlang der Platte 22.

Obwohl die Abmessungen des Kamins und der ringförmigen Kammer jeden beliebigen Wert besitzen können, ist der Durchmesser des Kamins im allgemeinen 61 cm. Basierend auf dieser Grössenordnung kann die ringförmige Kammer eine radiale Abmessung 44 zwischen 6,3 - 7,6 cm und eine vertikale Abmessung 42 im Bereich von 3,8 cm besitzen. Das zur Dampfeinleitung in die ringförmige Kammer dienende Rohr kann beispielsweise einen Durchmesser von 15,2 cm besitzen, während die vertikalen Rohre 29 und 30 beispielsweise aus Stahlrohren mit einem Durchmesser von 1,9 cm bestehen können.

An der Innenseite des vertikalen Rohres 29 sind eine Öffnung oder mehrere Öffnungen 34 in einer radialen Ebene angeordnet. In vergleichbarer Weise sind mehrere Öffnungen entlang des Rohres 30 in einer radialen Ebene vorgesehen. Das Ende des Rohres 30 ist durch einen Stopfen 36 verschlossen. Die Rohre 29 und 30 können durch Biegen eines einzelnen Rohrkörpers gefertigt oder können durch Verschweissen von geradlinigen Teilen und eines Ellbogenteils 14 gefertigt werden.

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An einigen der vertikalen Rohre 29 sind kleine Leitbleche 38 angeordnet und an der Platte 22 angeschweisst. Die Leitbleche bzw. Leitplatten erstrecken sich über die Innenkante 18 der Platte 22, um einen gewissen Anteil der ansteigenden Gase aufzufangen und diese nach aussen radial durch die Öffnung 39 in den Raum einzuleiten, welcher vor und unterhalb der Öffnung 34 beispielsweise existiert. In Fig. 1 ist dargestellt, dass weniger Leitbleche 38 als Rohre 29 und 30 vorgesehen und dass die Leitbleche in bestimmter Weise angeordnet sind.

In Fig. 1 sind fernerhin zwei Hilfsleuchten oder Hilfszünder 46 dargestellt, welche nahe der Oberseite des Fackelkamins angeordnet sind. Es können ein Hilfszünder oder mehrere Hilfszünder vorgesehen sein, es sollten jedoch wenigstens zwei derartige Hilfszünder verwendet werden, welche in Richtung der vorherrschenden Winde vorzugsweise unter 90 -Abstand angeordnet sind. Ein kleiner Windschild 48 in Form einer an der Aussenkante der Platte 22 angeschweissten Stahlplatte ist bezüglich des Punktes des Hilfszünders vorgesehen. Diese Schildkörper vermitteln einen ruhigen Raum an der Innenseite bzw. Leeseite des Schildkörpers, um die Flammenzündung durch den Hilfszünder zu unterstützen. Der in Fig. 5 dargestellte Hilfszünder 46 weist eine Spitze 50 und einen Schild 49 auf, welcher die Flamme an der Spitze gegenüber Einflüssen des Windes gemäss Pfeil 52 schützt. Durch das vertikale Rohr 52 wird ein Gas- und Luftgemisch zugeleitet.

Da die Konstruktion der Hilfszünder als bekannt gilt, und da die Ausgestaltung der Hilfszünder 46 keinen Bestandteil der vorliegenden Erfindung darstellt, ist eine über die Offenbarung nach Fig. 5 hinausgehende Erläuterung nicht erforderlich.

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In den Fig. 3 und 4 sind zwei Ausführungsformen von Rohren 29, und 30 (Fig. 3) und 29, 3OA (Fig. 4, Fig.A) dargestellt. Die Rohre dienen dazu, Dampf radial nach innen und nach oben gerichtet aus den Zufüh rungs rohren in die ringförmige Dampfkammer 12 einzublasen. In Fig. 3 ist eine Anordnung eines dem Rohr nach Fig. 2 vergleichbaren Rohres wiedergegeben.

Es sind Öffnungen 57 und 58 durch die Innenwand 18 der Dampfkammer und durch die obere Platte 58 der Dampfkammer gebohrt. Gleichfalls sind die Öffnungen 56 und andere vorgesehen, welche am Rohr 29 ausgebildet sein können. Ferner können Öffnungen 34A, 34B, 34C, 34D etc. an der Innenfläche des Rohres 30 ausgebildet sein.

Eine ins einzelne gehende Erläuterung der Positionen der Öffnungen in ihrer Relation zum Innenraum 35 des Fackelkamins und in ihrer Relation zur Ebene der Oberseite des Fackelkamins, nämlich zur Oberseite der Platte 22, ist nachfolgend im einzelnen aufgeführt.

Bei der in Fig. 4 dargestellten Anordnung ist das Rohr 3OA nicht linear, sondern gekrümmt, derart, dass die Dampfstrahlen 64' aus den Öffnungen 64 austreten und in Richtung eines Punktes 66 konvergieren, der an der Aussenwandung oder Aussenseite der ansteigenden Gassäule besteht. Die Linie 18A entspricht einer Verlängerung der zylindrischen inneren Wand 18 der Dampfkammer 12 und gibt die Aussenwand der ansteigenden Säule aus Gas und Flammen wieder. In Fig. 4 sind die Öffnungen 57, 58 und 56 in gleicher Weise wie in Fig. 3 wiedergegeben. Mehrere Öffnungen 57 und 58 sind desgleichen dargestellt.

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In Fig. 7 ist eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung dargestellt. Diese kann allein oder zusammen mit der Vorrichtung gemäss Fig. 1 und 2 verwendet werden. In Fig. 6 ist in Draufsicht die ringförmige Platte 22 dargestellt, welche die ringförmige Dampfkammer 12 bedeckt. Die Innenwand 18 der Dampfkammer 12 besitzt horizontale, radial sich erstreckende Rohre 7O₅ welche vorzugsweise symmetrisch unter Abstand entlang des Umfangs angeordnet sind. Diese Rohre sind durch die Wand 18 hindurchgeführt und sind durch Schweissverbindungen 71 befestigt. Es sind mehrere Öffnungen 74 entlang der Baulänge der Rohre 70 vorgesehen, die an ihren inneren Enden durch Platten 72 geschlossen sind.

In Fig. 8 ist eine Schnittansicht durch das Rohr 70 entlang der Ebene 8-8 in Fig. 7 wiedergegeben. Es ist aufgezeigt, dass die Öffnungen 74 in zwei Längslinien ausgerichtet sind, wobei diese Linien jeweils unter einem Winkel 78 beidseitig der vertikalen Achse des Rohres 70 verlaufen. Dies ist eine mögliche Anordnung. Nach einer weiteren möglichen Anordnung sind die Öffnungen oder Bohrungen entlang der vertikalen Achse der Rohre ausgerichtet, so dass die Strahlen nicht nach aussen sondern nach oben gerichtet verlaufen. Es wird indessen die in Fig. 8 dargestellte Anordnung bevorzugt, da mit Hilfe dieser Anordnung eine grössere Durchmischung zwischen den nach aussen gerichteten Dampfstrahlen 74' und dem ansteigenden Gasstrom 40 erzielt wird»

Ausser den entlang der Baulänge der Rohre 70 sich erstreckenden Öffnungen 74 können am Verschluss 72 an den Enden der Rohre 70 mehrere nach innen und nach oben schräg gerichtete Öffnungen 73 ausgebildet sein. Diese Öffnungen vermitteln Dampfströme oder Dampfstrahlen 73'. Diese Strahlen aus den Öffnungen 73 sind in die

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Mitte des Raumes 35, also in den Bereich der Achse 31 des Fackelkamins gerichtet, so dass Dampf zur Durchmischung mit dem ansteigenden Gas in den Mittelteil dieser Säule gerichtet werden kann.

Wie zuvor erwähnt wurde, kann der Dampf auf vielfältige Weise in die Gassäule eingeblasen oder eingesprüht werden. Eine Möglichkeit besteht darin, den Dampfstrom aufwärts der Flammzone in die Gassäule zu blasen, so dass der Dampf und das Gas vollständig durchmiecht werden, wenn sie sich der Flammzone hoher Temperatur nähern. Dort kann die chemische Umsetzung von Gas und Wasserdampf in Kohlenmonoxyd und Wasserstoff stattfinden. So werden die brennbaren Anteile, Kohlenstoff und Wasserstoff, rauchlos in Kohlendio >o/d und Wasser übergeführt. Dies wird durch den Aufbau nach den Fig. 6, 7 und 9 sehr wirksam herbeigeführt, da die Strahlen 74' eine turbulente Durchmischung mit dem ansteigenden Gas 40 vermitteln, derart, dass ein ausreichend turbulentes Gemisch von Gas und Dampf in den Verbrennungsbereich gelangt.

Es besteht gleichzeitig ein Bedarf an ausreichender Luftmenge für die Verbrennung. Da das Gas unter geringem Druck steht und somit verhältnismässig geringe Geschwindigkeit besitzt, existiert keine oder nur eine sehr kleine Möglichkeit der Luftansaugung durch die Gasströmung. Infolgedessen sind die Gasstrahlen aus den Rohren 29 und 30 wichtig für das Ansaugen von Luft und für das Einsprühen der Luft in die Flamme. Sie sind auch wichtig für die weitere turbulente Durchmischung von Luft, Dampfund Gas.

Durch Verwendung von Dampf mit einem Druck von wenigstens 2 bar, d.h. mit wenigstens dem doppelten Atmosphärendruck, absolut, besteht ein Druckgefälle im Verhältnis von 2 zu 1, wenn der Dampf aus

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den Öffnungen strömt. Unter den Bedingungen eines Verhältnisses von 2 zu 1 für den hinsichtlich der Öffnungen strömungsaufwärts und strömungsabwärts bestehenden Druck ist die Dampfgeschwindigkeit im wesentlichen im Bereich der Schallgeschwindigkeit, so dass eine sehr turbulente Vermischung von Dampf mit Luft und Gas sichergestellt ist.

Wenn die Öffnungen in die Luft gerichtet sind, wie im Falle der Ausführungsform nach den Fig. 1,2,3 und 4, dann werden die in die Luft gerichteten Dampfstrahlen bei Bewegung durch die Luft schnell verzögert. Dies ist auf die Vermischung mit Luft und die sich daraus ergebende Beschleunigung von Luft während des Ansaugens zurückzuführen. Wenn die Dampfstrahlen einen Abstand zurückgelegt haben, welcher etwa vier Mal dem Durchmesser der Öffnungen entspricht, dann beträgt die Restströmungsenergie des aus der Öffnung austretenden Dampfes etwa 83 % des Wertes, den der Dampf an der Austrittsfläche der Öffnungen besitzt. Wenn der Dampf einen Abstand von etwa 8 Durchmessern zurückgelegt hat, dann beträgt die Restströnnungsenergie etwa 53 %. Wenn der Dampf einen Abstand von 12 Durchmessern der Öffnungen zurückgelegt hat, dann beträgt die Restströmungsenergie etwa 24 %. Im Falle eines Abstandes von 16 Durchmessern beträgt die Restströnnungsenergie etwa 15 % und bei 18 Durchmessern beträgt die Restströmungsenergie etwa 11 %. In dem Maße, in dem die Dannpfstrahlen einen grösseren Abstand von der Öffnung durch die Luft in die Gas- und Flammensäule zurücklegen, wird eine grössere Luftmenge angesaugt und je grosser der zurückgelegte Abstand ist, umso weniger Restenergie verbleibt und umso weniger turbulente Durchmischung ist gewährleistet. Andererseits tragen die Dampfstrahlen eine grössere Menge von Luft, welche sich mit dem

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- 16 Dampf in dessen Strömung von den Öffnungen vermischt.

So erzeugt beispielsweise die Öffnung 57 einen Dampfstrahl 57', welcher direkt mit hoher Geschwindigkeit in das Gas strömt und eine sehr turbulente Durchmischung auslöst. Die Öffnung 58 an der Oberseite der Platte 22 erzeugt einen Strahl 58⁵, welcher auf sehr kurzem Abstand durch die Luft strömt und dabei in den Aussenmantel der steigenden Säule aus Gas und Flammen eintritt. Der Strahl 58* führt keine grosse Menge von Luft zu, da er keine Gelegenheit besitzt, Luft anzusaugen und aufzunehmen. Indessen erzeugt er eine turbulente Vermischung. Der Strahl 56' an der Seite des Rohres 29 ist weiter von der Aussenwandung 18A der Flammenzone entfernt, d.h., dass der Strahl 56' einen grösseren Abstand zurückgelegt und mehr Luft aufnimmt, als der Strahl 58' . Auf diese Weise transportiert der Strahl 56' eine beträchtliche Luftmenge und besitzt noch immer ausreichend Energie für die Vermischung der Luft in der Flamme.

Die Strahlen 34A^J, 34B', 34C', 34D' etc. sind so angeordnet, dass sie einzeln und in zunehmendem Maße weiter von der Wandung 18A der Flamme entlang der Öffnungsachsen entfernt sind. Wenn man entlang des Rohres 30 nach aussen geht, dann ist davon auszugehen, dass der weitest entfernte Strahl 34D' eine grosse Menge von Luft in die Flamme transportiert, dass er sich jedoch infolge seiner geringen Restströmungsenergie nicht weit genug in die Flamme erstreckt. Andererseits besitzt der am nächsten liegende Strahl 34A^J mehr Strömungsrestenergie, jedoch weniger Anteile von Luft. Durch entsprechende Formgebung der Öffnungen, so der Öffnungen 56, und durch die Position der Rohre 29 und 30 unter einem bestimmten radialen Abstand von der Innenkante der Dampf -

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kammer und durch Wahl bestimmter Winkel kann die geeignete Beziehung der Restströmungsenergie und der Menge gemischter Luft bestimmt werden. Dies hängt jeweils von der vertikalen Position der Flamme oberhalb der Platte 22 ab.

In Fig. 4 ist eine unterschiedliche Ausführungsform gegenüber der in Fig. 3 dargestellten gezeigt, derart, dass alle Öffnungen 64 im wesentlichen gleichen Abstand von der Aussenwandung 18A der Flamme besitzen. Eine derartige Strömung kann infolgedessen unter einem vorbestimmten Abstand eingestellt werden, welcher ein vorbestimmtes Luftvolumen transportiert und immer noch eine vorbestimmte Restströmungsenergie besitzt. Die Strömung kann an einem sogenannten Brennpunkt oder zu einer bestimmten Zeit konzentriert werden, um eine grössere Turbulenz zu erreichen, als beispielsweise durch die Anordnung nach Fig. 3 möglich ist.

Es wurde vorstehend ein System von Dampf-Strahlungsanordnungen auf den Flächen einer ringförmigen Dampfkammer erläutert, welche den oberen Teil eines Fackelkamins darstellt. Mehrere Öffnungen können über der Oberseite der Kammer und entlang vertikaler oder gekrümmter Rohre in der Oberseite der Kammer ausgebildet sein. Jede derartige Öffnung entlässt Dampf mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit und mit einer vorbestimmten Strömungsrichtung. Auf diese Weise strömt der Dampf entweder direkt in den Strom oberhalb des Auslasses des Fackelkamins oder in die Gas- und Flammensäule oberhalb der Oberseite des Fackelkamins. Dabei werden kurze oder mittlere Abstände in der Luft zurückgelegt, um diese anzusaugen bzw. einzufangen und um eine Turbulenz zu erzeugen. Die Dampfzuführung geschieht über vertikale oder gekrümmte Rohre, um die Dampfstrahlen zu erzeugen, welche grössere Luftmengen transportie-

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ren, welche jedoch weniger Restströmungsenergie besitzen und weniger turbulente Durchmischung auslösen. Mit Hilfe der Anordnung aus Dampfkammer und Öffnungen körnen alle drei Verfahren der Einwirkung von Dampf in die strömende Gassäule durchgeführt werden, um auf diese Weise eine rauchlose Verbrennung herbeizuführen.

In den Fig. 6, 7 und 8 ist eine weitere Verbesserung dargestellt, mittels welcher Dampf für nur einen Zweck abgestrahlt wird, nämlich für die mit hoher Geschwindigkeit vollzogene Einspritzung bzw. Injektion und für die turbulente Durchmischung mit dem Gas strömungsaufwärts der Flammenzone. Die Erfindung ist jedoch auch in einer Kombination der Vorrichtung nach den Fig. 6, 7 und 8 mit der Vorrichtung nach den Fig. 1,2 und 3, 4 und 5 verwirklicht. Durch diese Kombination wird optimale Anwendung des Dampfes am Gas zum Zwecke maximaler Effektivität bzw. zur Erzielung eines besten Wirkungsgrades bei der rauchlosen Abfackelung oder Verbrennung erreicht.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1^Ν4 Vorrichtung zum rauchlosen Abfackeln von Abgasen, mit einem Fackelkamin, welcher eine vorbestimmte Höhe und einen vorbestimmten Innendurchmesser D besitzt, derart, dass die verbrennbaren Abgase durch den Fackelkamin nach oben strömen und durch eine Zündeinrichtung zündbar sind, und mit einer Einrichtung zum Einblasen von Dampf, dadurch gekennzeichnet, dass

a) am Fackelkamin eine ringförmige Dampfkammer (12) von rechtwinkligem Querschnitt angeordnet ist, wobei die Innenwand (18) der Kammer einen Durchmesser D besitzt und eine vertikale Verlängerung des Fackelkamins (16) bildet, während die Aussenwand (20) der Dampfkammer eine vorbestimmte Höhe und einen vorbestimmten Radius besitzt, welcher grosser ist als der Durchmesser D, dass obere und untere Verschlussplatten als Ringe (22, 23) die Dampfkammer verschliessen, und dass eine Leitung (26) zürn Einleiten von Dampf an die Dampfkammer (12) angeschlossen ist,

b) dass mehrere am Umfang unter Abstand angeordnete Rohre (29, 30) in die obere Verschlussplatte (22) eingesetzt sind und sich unter Abdichtung unter einem vorbestimmten Winkel erstrecken,

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Deutsche Bank München, Kto.-Nr. 82/08050 (BLZ 70070010)

— 2 — Postscheck München Nr. 163397-802

c) class erste Öffnungen (57) in die Innenwand der Dampfkammer gebohrt sind, derart, dass sie sich in Radial ebenen nach innen erstrecken, wobei die Öffnungen am Umfang in wenigstens einer horizontalen Reihe unter Abstand angeordnet sind und einen vorbestimmten Abstand stromaufwärts der oberen Verschlussplatte besitzen,

d) dass zweite Öffnungen (58) durch die obere Verschlussplatte (22) der Kammer gebohrt sind und sich radial nach innen und nach oben erstrecken, wobei die Öffnungen unter Abstand am Umfang in wenigstens einem Kreis konzentrisch mit der Verschlussplatte bestehen und einen vorbestimmten radialen Abstand von der Innenkante dei— selben besitzen,

e) dass dritte Öffnungen (34| 56) durch die Innenwand der Rohre gebohrt sind, derart, dass Dampfstrahlen von Punkten, welche einen vorbestimmten Abstand oberhalb der oberen Verschlussplatte der Kammer besitzen, radial nach innen gerichtet sind, so dass die aus den ersten Öffnungen austretenden Dampfstrahlen eine turbulente Durchmischung mit den Abgasen stromaufwärts der Flammenzone eingehen, während die aus den zweiten Öffnungen austretenden Dampfstrahlen die Säule aus Gas und Flammen oberhalb der oberen Verschlussplatte schneiden, nachdem sie den Luftbereich über vorbestimmte kurze Abstände durchquert haben, während die aus den dritten Öffnungen austretenden Dampfstrahlen die Flammensäule schneiden, nachdem sie den dazwischenliegendenLuftbereich auf voi— bestimmten längeren Abständen durchquert haben.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1_S dadurch gekennzeichnet, dass radiale horizontal gerichtete Rohre (70) in die Innenwand der ringförmigen Kammer unter einem vorbestimmten Abstand stromaufwärts der Flammenzone in horizontaler Ebene eingeführt und an ihren inneren Enden geschlossen sind, und dass sich entlang der

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Oberseite der horizontalen Rohre mehrere Öffnungen (74) befinden,,
3. Vorrichtung nach Anspruch 2_S dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen entlang der oberen Mittellinie der horizontalen Rohre angeordnet sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen entlang zweier Linien am Schnittpunkt zweier Diametralebenen angeordnet sind, die beidseitig der Vertikalen unter einem vorbestimmten Winkel zu dieser vorgesehen sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in den geschlossenen Endwänden der horizontalen Rohre wenigstens eine Öffnung vorgesehen ist, und dass die Öffnungen nach innen und nach oben gerichtet verlaufen.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekeni ü:eic^; net, dass die in die obere Verschlussplatte eingelassenen und an dieser abgedichteten Rohre einen ersten Teil aufweisen, welcher vertikal verläuft, und einen zweiten Teil, welcher radial nach aussen geneigt ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Teil ein lineares Rohr darstellt, welches unter einem vorbestimmten Winkel bezüglich der Vertikalen nach aussen gerichtet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Teil in Form eines Kreisbogens eines bestimmten Radius gebogen ist.

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9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Zuordnung zu jeder Hüfszündeinrichtung ein kurzes, vertikales Leitblech an der Aussenwand der Dampfkammer als Windschild befestigt ist.

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