EP0907868B1 - Brenner - Google Patents

Brenner Download PDF

Info

Publication number
EP0907868B1
EP0907868B1 EP97932774A EP97932774A EP0907868B1 EP 0907868 B1 EP0907868 B1 EP 0907868B1 EP 97932774 A EP97932774 A EP 97932774A EP 97932774 A EP97932774 A EP 97932774A EP 0907868 B1 EP0907868 B1 EP 0907868B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
combustion
burner
tube
core tube
combustion 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.)
Expired - Lifetime
Application number
EP97932774A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0907868A1 (de
Inventor
Holger Wulfert
Friedrich Schmaus
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Walter Brinkmann GmbH
Loesche GmbH
Original Assignee
Walter Brinkmann GmbH
Loesche GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Walter Brinkmann GmbH, Loesche GmbH filed Critical Walter Brinkmann GmbH
Publication of EP0907868A1 publication Critical patent/EP0907868A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0907868B1 publication Critical patent/EP0907868B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/20—Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone
    • F23D14/22—Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone with separate air and gas feed ducts, e.g. with ducts running parallel or crossing each other
    • 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
    • F23D2900/14—Special features of gas burners
    • F23D2900/14002—Special features of gas burners of premix or non premix types, specially adapted for the combustion of low heating value [LHV] gas

Definitions

  • the invention relates to a burner for mixing and Combustion of at least two combustion media, according to the preamble of claim 1.
  • Combustion air in particular can be used in such burners and a lean gas can be used as the fuel gas.
  • the burners comprise several burner nozzles, each a tube, which to supply a combustion medium to one Combustion chamber extends, and an inflow device for the other combustion medium on the combustion chamber side End of the tube can be provided.
  • a generic burner is known from US 5,267,850, in which a burner system and a combustion process for High temperature applications are described. At a This burner nozzle becomes a central high-speed fuel flow generated the circular is surrounded by a low speed current.
  • Another burner is used in the hot gas generator, which emerges from DE 42 08 951 C2.
  • This known burner has to supply a combustion medium Pipes on, the free ends of outlet nozzles surrounded for the inflow of a second combustion medium are. With this known arrangement a very good burnout result with a short burner flame reached. Nevertheless, it is desirable to use the well-known burner in terms of degree of burnout and flame length even further to improve.
  • the invention has for its object to provide a burner which ensures the most complete possible combustion of combustion media even with very low calorific values with a short flame.
  • a burner with the characterizing features of claim 1 solved. It is one Burner nozzle with at least three coaxially arranged Pipes provided, namely an inner Core tube, an outer tube and at least one intermediate pipe arranged between them. The pipes are to each other in the radial direction to form annular gap channels spaced, through which combustion media in the combustion chamber are conductive.
  • the flame on the burner nozzle can be in almost everyone desired way. So can accordingly the number of openings more than two combustion media can be used with different pressures.
  • the at least three concentrically arranged to each other Burner nozzle openings will also mix intensely of the combustion media and thus a particularly large one Guaranteed combustion surface. This has a short one Flame and a very good burnout result.
  • the stepped arrangement of the tubes in the axial direction to each other therefore allows an optimal time and place offset mixing of the gases.
  • An advantage of the burner according to the invention is the possibility of being able to operate it with so-called lean gas, which is a fuel gas with a relatively low calorific value.
  • lean gas which is a fuel gas with a relatively low calorific value.
  • a particularly good combustion result is achieved that the pipes differ in the combustion chamber extend.
  • the pipes of the burner nozzle are pointing so a tiered arrangement.
  • the burner nozzle openings to each other in the axial direction of the tubes transferred. This mixes the different ones gaseous combustion media staggered in time and place, which leads to a particularly good mixing of the media.
  • the outer tube continues in the Combustion chamber extends as the intermediate pipe.
  • the outer tube thus forms a lateral limitation of the burner nozzle, whereby the influence of neighboring burner nozzles on the Mixing process is largely avoided.
  • the core tube extends further into the combustion chamber than that Intermediate tube. In this way, mixing first takes place of the combustion media, which come from the annular gap channels stream. After mixing in the side areas the burner nozzle becomes an additional swirl and thus a particularly large contact area between the Combustion media reached by the flow from the core tube.
  • a development of the burner according to the invention exists in that a chamber is provided for each combustion medium which is line-connected to each burner nozzle is.
  • the individual separate chambers point in turn inlets through which the respective combustion medium flows into the associated chamber, whereby in the Chambers the respective pressure of the combustion medium in a simple manner can be adjusted.
  • This embodiment is further developed in that three Chambers are provided, of which a first chamber with the core tube, a second chamber with the core tube and Intermediate tube formed annular gap channel and a third chamber with that formed by the intermediate tube and outer tube Annular gap channel are connected.
  • a first combustion medium therefore flows over the first Chamber and the core tube in the combustion chamber.
  • the second Combustion medium flows over the second chamber and the associated annular gap channel in the combustion chamber while the third combustion medium through the third chamber and the other annular gap channel is passed.
  • An alternative embodiment is that two Chambers are provided, one with the core tube and an annular gap channel is connected. The other chamber is then corresponding with the one or more remaining Annular gap channels connected. For example two combustion media through several separate Flow burner nozzle openings into the combustion chamber, resulting in a high desired level of turbulence leads.
  • the burner nozzle has four tubes. So there exist alongside the core tube opening a total of three annular gap openings. Consequently, four combustion media can be used in this embodiment can be fed separately. Using Individual combustion media can use fewer combustion media through several burner nozzle openings to reach be mixed well. So far special applications justify the design effort, can of course have burner nozzles with five or more pipes are provided.
  • the swirl devices can be essentially radially directed nozzles.
  • a particularly simple and effective swirl device, for example for the core tube lies in the formation of radial directed holes in the core tube wall, the free end of the core tube is closed with a plate.
  • the burner according to the invention is further developed that a start burner is provided to the the burner nozzles are arranged around.
  • the start burner is used with separate combustion media, in particular a high quality fuel gas. After a certain The starting torch can then be switched off again become.
  • a particular advantage of the invention is that one the combustion media a sulfur-containing gas, in particular can also be hydrogen sulfide.
  • gases which have so far mostly been disposed of at great expense could now with the burner according to the invention are usefully thermally burned or recycled.
  • FIG. 1 shows an inventive one Burner 10 with a burner nozzle 11, which made up of three coaxial tubes is.
  • the inner tube is referred to as core tube 20, which of an intermediate tube 30 and an external Outer tube 40 is surrounded.
  • the core tube 20 is connected to the wall via a flange 24 a first chamber 21 connected so that a first combustion medium 28 through an inlet 23 through the first Chamber 21 can flow into the core tube 20.
  • the flange 24 is by a suitable connection, for example a Weld or a gas-tight screw connection on the Wall of the first chamber 21 around a through opening 22 attached.
  • the core tube extends from the first chamber 21 20 through a second chamber 31 and a third chamber 41 towards a combustion chamber 12, in which the combustion process takes place.
  • a second or so-called intermediate pipe 30 via a Flange 34 attached.
  • the inner diameter of the intermediate pipe 30, which is coaxial towards the combustion chamber 12 extends is larger than the outer diameter of the core tube 20 so that a first annular gap channel 39 between the core tube 20 and the intermediate tube 30 is formed.
  • a second combustion medium can pass through this first annular gap channel 39 38 via an inlet 33 and the second chamber 31 flow to the free end of the burner nozzle 11.
  • the core tube 20 and the intermediate tube 30 are from the third Chamber 41 surrounded by an outer tube 40, which is coaxial to the other two tubes towards the Combustion chamber 12 extends.
  • the outer tube 40 In the same way as for the other two tubes is the outer tube 40 by one Through opening 42 on a wall on the combustion chamber side the third chamber on this by means of a flange 44 attached.
  • the inner diameter of the outer tube 40 is again larger than the outer diameter of the intermediate tube 30, so that a second annular gap channel 49 is formed.
  • a third combustion medium can pass through this annular gap channel 49 48 via an inlet 43 and the third chamber 41 flow into the combustion chamber 12.
  • Burner with a three-chamber arrangement is usually used through the core tube 20 and the first annular gap channel or two fuel gases passed during the second annular gap channel 49 is used to supply combustion air.
  • acidic gases are passed, for example Gases containing hydrogen sulfide of the same or different concentration.
  • the outer tube 40 extends further into the combustion chamber 12 into it than the core tube 20, which in turn continues in the combustion chamber 12 extends as the intermediate pipe 30.
  • the second combustion medium is the first 38, which emerges from the opening of the first Annular gap channel 39 emerges with the third combustion medium 48 mixed, which from the outlet opening of the second annular gap channel 49 flows. Only after mixing of the second and third combustion medium 38, 48 flows the first combustion medium 28 from the core tube 20 in the Mixing zone 13, so that this adds another to the first mixing process, spatially and temporally staggered turbulence takes place.
  • the individual combustion media 28, 38, 48 are swirl devices 25, 35 on the core tube 20 and the intermediate tube 30 provided.
  • the swirl devices 25, 35 each exist from an end plate 26, 36, which on the combustion chamber side End of the core tube 20 or the intermediate tube 30 is attached. Via radially directed holes or grooves 27, 37 the respective combustion medium flows 28, 38 in the radial direction into the mixing zone 13.
  • the second annular gap channel 49 is particularly strong Swirling.
  • FIG. 2 is a reduced front view of the invention Brenners 10 shown. From this it can be seen that a centrally located start burner 14 is provided around which a plurality of burner nozzles 11 are arranged are, partially for reasons of clarity only their centers are shown. In the example is also shown only a nozzle of the inlet 23 by which the first combustion medium 28 into the first chamber 21 flows. Second and third inlet connections are a matter of course negotiate.
  • the burner according to the invention which has a large number of individual burner nozzles 11, therefore creates a large surface for the combustion. It is therefore possible to burn hydrogen sulfide-containing or acid-containing gases with this burner, these acid-containing gases preferably being mixed very intensively with the combustion air flowing perpendicularly thereto.
  • the burner can be regulated so that in such a case the start burner is put back into operation immediately in order to maintain the required outlet temperature of the burner.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Gas Burners (AREA)
  • Pre-Mixing And Non-Premixing Gas Burner (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Brenner (10) zur Vermischung und Verbrennung von zumindest zwei Verbrennungsmedien (28, 38, 48), insbesondere Verbrennungsluft und einem Schwachgas als Brenngas. Der Brenner umfaßt mehrere Brennerdüsen, die jeweils aus mindestens drei zueinander koaxial angeordneten Rohren (20, 30, 40) bestehen. Die Rohre sind zueinander in radialer Richtung zur Bildung von Ringspaltkanälen (39, 49) beabstandet, durch welche Verbrennungsmedien in einen Verbrennungsraum leitbar sind. Die erfindungsgemäße Anordnung erlaubt eine gute Vermischung und Verbrennung mehrerer gasförmiger Verbrennungsmedien.

Description

Die Erfindung betrifft einen Brenner zur Vermischung und Verbrennung von zumindest zwei Verbrennungsmedien, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei derartigen Brennern kann insbesondere Verbrennungsluft und ein Schwachgas als Brenngas verwendet werden. Die Brenner umfassen mehrere Brennerdüsen, jeweils ein Rohr, welches sich zur Zuführung eines Verbrennungsmediums zu einem Verbrennungsraum erstreckt, und eine Einströmeinrichtung für das andere Verbrennungsmedium am verbrennungsraumseitigen Ende des Rohres können vorgesehen sein.
Ein gattungsgemäßer Brenner ist aus US 5,267,850 bekannt, in der ein Brennersystem und ein Verbrennungsverfahren für Hochtemperaturanwendungen beschrieben werden. Bei einer Brennerdüse dieses Brenners wird ein zentraler Hochgeschwindigkeits-Brennstoffstrom erzeugt, der kreisringförmig von einem Niedriggeschwindigkeitsstrom umgeben ist.
Ein anderer Brenner wird bei dem Heißgaserzeuger eingesetzt, welcher aus der DE 42 08 951 C2 hervorgeht. Dieser bekannte Brenner weist zur Zuführung eines Verbrennungsmediums Rohre auf, deren freie Enden von Austrittsdüsen zum Einströmen eines zweiten Verbrennungsmediums umgeben sind. Mit dieser bekannten Anordnung wird bereits ein sehr gutes Ausbrandergebnis bei einer kurzen Brennerflamme erreicht. Dennoch ist es wünschenswert, den bekannten Brenner in Bezug auf Ausbrandgrad und Flammenlänge noch weiter zu verbessern.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Brenner zu schaffen, der bei einer kurzen Flamme eine möglichst vollständige Verbrennung von Verbrennungsmedien auch mit sehr niedrigen Heizwerten gewährleistet.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Brenner mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Es ist eine Brennerdüse mit mindestens drei zueinander koaxial angeordneten Rohren vorgesehen, nämlich einem innenliegenden Kernrohr, einem außenliegenden Außenrohr und mindestens einem dazwischen angeordneten Zwischenrohr. Die Rohre sind zueinander in radialer Richtung zur Bildung von Ringspaltkanälen beabstandet, durch welche Verbrennungsmedien in den Verbrennungsraum leitbar sind.
Mit dieser Brennerdüsenausbildung, welche neben der zentralen Kernrohröffnung mindestens zwei Ringspaltöffnungen aufweist, kann die Flamme an der Brennerdüse in nahezu jeder gewünschten Weise eingestellt werden. So können entsprechend der Anzahl der Öffnungen mehr als zwei Verbrennungsmedien mit jeweils unterschiedlichen Drücken eingesetzt werden. Durch die mindestens drei konzentrisch zueinander angeordneten Brennerdüsenöffnungen wird auch eine intensive Vermischung der Verbrennungsmedien und somit eine besonders große Verbrennungsoberfläche gewährleistet. Dies hat eine kurze Flamme und einen sehr guten Ausbrandgrad zur Folge. Die gestufte Anordnung der Rohre in axialer Richtung zueinander gestattet daher eine optimale zeitlich und örtlich versetzte Vermischung der Gase.
Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Brenners liegt in der Möglichkeit, diesen mit sogenanntem Schwachgas, dies ist ein Brenngas mit relativ geringem Heizwert, betreiben zu können. Mit bisher bekannten Brennern war es möglich, eine selbständige Verbrennung mit Schwachgasen mit einem Heizwert von wenigstens ca. 2500 kJ/m3 (Normzustand) zu erreichen. Versuche haben ergeben, daß sich bei dem erfindungsgemäßen Brenner selbst bei Verwendung von Schwachgasen mit einem Heizwert von ca. 1900 kJ/m3 (Normzustand) ein selbständiger Verbrennungsvorgang einstellt. Zusatzbrenner mit einem hochwertigen Brenngas sind also nicht notwendig.
Ein besonders gutes Verbrennungsergebnis wird dadurch erreicht, daß sich die Rohre unterschiedlich weit in den Verbrennungsraum erstrecken. Die Rohre der Brennerdüse weisen also eine gestufte Anordnung auf. Hierbei sind die Brennerdüsenöffnungen in axialer Richtung der Rohre zueinander versetzt. Hierdurch erfolgt eine Vermischung der verschiedenen gasförmigen Verbrennungsmedien orts- und zeitversetzt, was zu einer besonders guten Vermischung der Medien führt.
Es ist vorteilhaft, daß sich das Außenrohr weiter in den Verbrennungsraum erstreckt als das Zwischenrohr. Das Außenrohr bildet somit eine seitliche Begrenzung der Brennerdüse, wodurch der Einfluß von benachbarten Brennerdüsen auf den Vermischungsvorgang weitestgehend vermieden wird.
Eine vorteilhafte Ausführungsform liegt darin, daß sich das Kernrohr weiter in den Verbrennungsraum er streckt als das Zwischenrohr. Auf diese Weise findet zunächst eine Vermischung der Verbrennungsmedien statt, welche aus den Ringspaltkanälen strömen. Nach der Vermischung in den Seitenbereichen der Brennerdüse wird eine zusätzliche Verwirbelung und damit eine besonders große Kontaktfläche zwischen den Verbrennungsmedien durch die Strömung aus dem Kernrohr erreicht.
Um bei dieser Anordnung weiter eine gute Bündelung der Flamme der einzelnen Brennerdüsen zu gewährleisten, ist vorgesehen, daß sich das Außenrohr weiter in den Verbrennungsraum erstreckt als das Kernrohr.
Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Brenners besteht darin, daß für jedes Verbrennungsmedium eine Kammer vorgesehen ist, welche mit jeder Brennerdüse leitungsverbunden ist. Die einzelnen voneinander getrennten Kammern weisen wiederum Einlässe auf, durch die das jeweilige Verbrennungsmedium in die zugehörige Kammer strömt, wobei sich in den Kammern in einfacher Weise der jeweilige Druck des Verbrennungsmediums einstellen läßt.
Diese Ausführungsform ist dadurch weitergebildet, daß drei Kammern vorgesehen sind, von denen eine erste Kammer mit dem Kernrohr, eine zweite Kammer mit dem durch Kernrohr und Zwischenrohr gebildeten Ringspaltkanal und eine dritte Kammer mit dem durch Zwischenrohr und Außenrohr gebildeten Ringspaltkanal verbunden sind. Bei dieser Weiterbildung strömt also ein erstes Verbrennungsmedium über die erste Kammer und das Kernrohr in den Verbrennungsraum. Das zweite Verbrennungsmedium strömt über die zweite Kammer und den zugehörigen Ringspaltkanal in den Verbrennungsraum, während das dritte Verbrennungsmedium durch die dritte Kammer und den anderen Ringspaltkanal geleitet wird. Durch diese getrennte Zuführung kann eine gute Vermischung bei drei verschiedenen Verbrennungsmedien erreicht werden.
Eine alternative Ausführungsform besteht darin, daß zwei Kammern vorgesehen sind, von denen eine mit dem Kernrohr und einem Ringspaltkanal verbunden ist. Die andere Kammer ist dann entsprechend mit dem einen oder den mehreren verbliebenen Ringspaltkanälen verbunden. So können beispielsweise zwei Verbrennungsmedien durch mehrere voneinander getrennte Brennerdüsenöffnungen in den Verbrennungsraum strömen, was zu einem hohen gewünschten Verwirbelungsgrad führt.
Für bestimmte Anwendungsfälle ist zudem vorteilhaft, daß die Brennerdüse vier Rohre aufweist. Es bestehen also neben der Kernrohröffnung insgesamt drei Ringspaltöffnungen. Folglich können bei dieser Ausführungsform vier Verbrennungsmedien getrennt voneinander zugeführt werden. Bei Verwendung von weniger Verbrennungsmedien können einzelne Verbrennungsmedien über mehrere Brennerdüsenöffnungen zur Erreichung einer guten Vermischung zugeführt werden. Soweit spezielle Anwendungsfälle den konstruktiven Aufwand rechtfertigen, können selbstverständlich Brennerdüsen mit fünf oder mehr Rohren vorgesehen werden.
Zur besseren Verwirbelung der Verbrennungsmedien ist es von Vorteil, daß am verbrennungsraumseitigen Ende der Brennedüse Dralleinrichtungen vorgesehen sind. Die Dralleinrichtungen können im wesentlichen radial gerichtete Düsen sein. Eine besonders einfache und effektive Dralleinrichtung beispielsweise für das Kernrohr liegt in der Ausbildung von radial gerichteten Bohrungen in der Kernrohrwandung, wobei das freie Ende des Kernrohres mit einer Platte verschlossen ist.
Zur Gewährleistung einer möglichst unproblematischen Zündung ist der erfindungsgemäße Brenner dahingehend weitergebildet, daß ein Startbrenner vorgesehen ist, um den die Brennerdüsen herum angeordnet sind. Der Startbrenner wird dabei mit separaten Verbrennungsmedien, insbesondere einem hochwertigen Brenngas, versorgt. Nach einer gewissen Anfahrzeit kann dann der Startbrenner wieder ausgeschalten werden.
Ein besonderer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß eines der Verbrennungsmedien ein schwefelhaltiges Gas, insbesondere auch Schwefelwasserstoff, sein kann. Derartige Gase, welche bisher zumeist aufwendig entsorgt werden mußten, können mit dem erfindungsgemäßen Brenner nunmehr nutzbringend thermisch verbrannt bzw. verwertet werden.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles weiter erläutert, welches in der Zeichnung dargestellt ist. In der Zeichnung ist
Fig. 1
eine schematische Teilquerschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Brenners und
Fig. 2
eine schematische Vorderansicht des erfindungsgemäßen Brenners, wobei der Abbildungsmaßstab kleiner als der in Fig. 1 ist.
Die Teilquerschnittsansicht gemäß Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Brenner 10 mit einer Brennerdüse 11, welche aus drei zueinander koaxial angeordneten Rohren aufgebaut ist. Das innenliegende Rohr wird als Kernrohr 20 bezeichnet, welches von einem Zwischenrohr 30 und einem außenliegenden Außenrohr 40 umgeben ist.
Das Kernrohr 20 ist über einen Flansch 24 mit der Wandung einer ersten Kammer 21 verbunden, so daß ein erstes Verbrennungsmedium 28 über einen Einlaß 23 durch die erste Kammer 21 in das Kernrohr 20 einströmen kann. Der Flansch 24 ist durch eine geeignete Verbindung, beispielsweise eine Schweißnaht oder eine gasdichte Schraubverbindung, an der Wandung der ersten Kammer 21 um eine Durchgangsöffnung 22 befestigt.
Ausgehend von der ersten Kammer 21 erstreckt sich das Kernrohr 20 durch eine zweite Kammer 31 und eine dritte Kammer 41 in Richtung auf einen Verbrennungsraum 12, in welchem der Verbrennungsvorgang stattfindet.
An der zweiten Kammer 31 um eine Durchgangsöffnung 32 ist ein zweites oder sogenanntes Zwischenrohr 30 über einen Flansch 34 befestigt. Der Innendurchmesser des Zwischenrohres 30, welches sich koaxial in Richtung auf den Verbrennungsraum 12 erstreckt, ist größer als der Außendurchmesser des Kernrohres 20, so daß ein erster Ringspaltkanal 39 zwischen dem Kernrohr 20 und dem Zwischenrohr 30 gebildet ist. Durch diesen ersten Ringspaltkanal 39 kann ein zweites Verbrennungmedium 38 über einen Einlaß 33 und die zweite Kammer 31 zum freien Ende der Brennerdüse 11 strömen.
Das Kernrohr 20 und das Zwischenrohr 30 werden ab der dritten Kammer 41 von einem Außenrohr 40 umgeben, welches sich koaxial zu den beiden anderen Rohren in Richtung auf den Verbrennungsraum 12 erstreckt. In gleicher Weise wie bei den anderen beiden Rohren ist das Außenrohr 40 um eine Durchgangsöffnung 42 an einer verbrennungraumseitigen Wandung der dritten Kammer an dieser mittels eines Flansches 44 befestigt. Der Innendurchmesser des Außenrohrs 40 ist wiederum größer als der Außendurchmesser des Zwischenrohres 30, so daß ein zweiter Ringspaltkanal 49 gebildet wird. Durch diesen Ringspaltkanal 49 kann ein drittes Verbrennungsmedium 48 über einen Einlaß 43 und die dritte Kammer 41 in den Verbrennungsraum 12 strömen.
Bei der dargestellten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Brenners mit einer Dreikammeranordnung wird üblicherweise durch das Kernrohr 20 und den ersten Ringspaltkanal ein oder zwei Brenngase geleitet, während der zweite Ringspaltkanal 49 zur Zuführung von Verbrennungsluft dient. Insbesondere können durch das Kernrohr 20 und den ersten Ringspaltkanal 39 säurehaltige Gase geleitet werden, beispielsweise schwefelwasserstoffhaltige Gase gleicher oder unterschiedlicher Konzentration.
Zur Erzeugung einer möglichst guten Vermischung der unterschiedlichen Verbrennungsmedien 28, 38, 48 in einer Vermischungszone 13 am verbrennungsraumseitigen Ende der Brennerdüse 11 sind mehrere Maßnahmen vorgesehen. Zunächst reicht das Außenrohr 40 weiter in den Verbrennungsraum 12 hinein als das Kernrohr 20, welches wiederum sich weiter in den Verbrennungsraum 12 erstreckt als das Zwischenrohr 30. Bei dieser gestuften Anordnung wird zuerst das zweite Verbrennungsmedium 38, welches aus der Öffnung des ersten Ringspaltkanals 39 austritt, mit dem dritten Verbrennungsmedium 48 vermischt, welches aus der Austrittsöffnung des zweiten Ringspaltkanals 49 strömt. Erst nach der Mischung des zweiten und dritten Verbrennungsmediums 38, 48 strömt das erste Verbrennungsmedium 28 aus dem Kernrohr 20 in die Vermischungszone 13, so daß hierdurch eine weitere zu dem ersten Mischvorgang örtlich und zeitlich versetzte Verwirbelung stattfindet. Dies hat eine besonders starke Vermischung der Verbrennungsmedien 28, 38, 48 zur Folge, was zu einem guten Ausbrandgrad bei einer kurzen Flamme führt. Das am weitesten in den Verbrennungsraum 12 geführte Außenrohr 40 dient zur seitlichen Abgrenzung der Vermischungszone 13, so daß eine lokal begrenzte Zone mit starker Verwirbelung sichergestellt ist.
Als weitere Maßnahme zur Erhöhung der Verwirbelung zwischen den einzelnen Verbrennungsmedien 28, 38, 48 sind Dralleinrichtungen 25, 35 an dem Kernrohr 20 und dem Zwischenrohr 30 vorgesehen. Die Dralleinrichtungen 25, 35 bestehen jeweils aus einer Abschlußplatte 26, 36, welche auf das verbrennungsraumseitige Ende des Kernrohres 20 bzw. des Zwischenrohres 30 aufgesetzt ist. Über radial gerichtete Bohrungen oder Nuten 27, 37 strömt das jeweilige Verbrennungsmedium 28, 38 in radialer Richtung in die Vermischungszone 13.
Durch Überlagerung mit der axial gerichteten Strömung aus dem zweiten Ringspaltkanal 49 entsteht eine besonders starke Verwirbelung.
In Fig. 2 ist eine verkleinerte Vorderansicht des erfindungsgemäßen Brenners 10 dargestellt. Hieraus ist zu erkennen, daß ein zentral angeordneter Startbrenner 14 vorgesehen ist, um den eine Vielzahl von Brennerdüsen 11 angeordnet sind, wobei aus Gründen der Übersichtlichkeit teilweise nur deren Mittelpunkte dargestellt sind. Im Beispiel ist auch nur ein Stutzen des Einlasses 23 dargestellt, durch welchen das erste Verbrennungsmedium 28 in die erste Kammer 21 einströmt. Zweite und dritte Einlaßstutzen sind selbstverständlich verhanden.
Der erfindungsgemäße Brenner, der eine Vielzahl von einzelnen Brennerdüsen 11 aufweist, schafft daher eine große Oberfläche für die Verbrennung. Es ist daher möglich, schwefelwasserstoffhaltige oder säurehaltige Gase mit diesem Brenner zu verbrennen, wobei diese säurehaltigen Gase vorzugsweise mit der dazu senkrecht strömenden Verbrennungsluft sehr intensiv vermischt werden.
Im Hinblick auf eine geforderte Austrittstemperatur am Austritt des Brenners und einem zu niedrigen Gehalt an säurehaltigen Gasen kann der Brenner so geregelt werden, daß in einem derartigen Fall der Startbrenner wieder unverzüglich in Betrieb gesetzt wird, um die geforderte Austrittstemperatur des Brenners zu halten.

Claims (10)

  1. Brenner zur Vermischung und Verbrennung von zumindest zwei Verbrennungsmedien, insbesondere von Verbrennungsluft und einem Schwachgas als Brenngas, mit mehreren Brennerdüsen (11), die Rohre zur Zuführung der Verbrennungsmedien zu einem Verbrennungsraum (12) aufweisen, wobei eine Brennerdüse (11) mindestens drei zueinander koaxial angeordnete Rohre mit einem Kernrohr (20), einem Außenrohr (40) und mindestens einem Zwischenrohr (30) aufweist und die Rohre zueinander in radialer Richtung zur Bildung von Ringspaltkanälen (39, 49) beabstandet sind, durch welche die Verbrennungsmedien (28, 38, 48) in den Verbrennungsraum (12) leitbar sind,
    dadurch gekennzeichnet ,
    daß das Außenrohr (40) weiter als die anderen Rohre in den Verbrennungsraum (12) ragt und eine Vermischungszone (13) bildet,
    daß das Kernrohr (20) und das Zwischenrohr (30) sich unterschiedlich weit in die Vermischungszone (13) erstrecken,
    daß das Kernrohr (20) und das Zwischenrohr (30) an ihrem verbrennungsraumseitigen Ende mit jeweils einer Abschlußplatte (26, 36) verschlossen sind und
    daß in dem Kernrohr (20) und in dem Zwischenrohr (30) Öffnungen ausgebildet sind, durch welche die Verbrennungsmedien (28, 38) in einer im wesentlichen radialen Richtung in die Vermischungszone (13) strömen.
  2. Brenner nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß sich das Kernrohr (20) weiter in den Verbrennungsraum (12) erstreckt als das Zwischenrohr (30).
  3. Brenner Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß für jedes Verbrennungsmedium (28, 38, 48) eine Kammer (21, 31, 41) vorgesehen ist, welche mit jeder Brennerdüse (11) leitungsverbunden ist.
  4. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß drei Kammern (21, 31, 41) vorgesehen sind, von denen eine erste Kammer (21) mit dem Kernrohr (20), eine zweite Kammer (31) mit dem durch Kernrohr (20) und Zwischenrohr (30) gebildeten Ringspaltkanal (39) und eine dritte Kammer (41) mit dem durch Zwischenrohr (30) und Außenrohr (40) gebildeten Ringspaltkanal (49) verbunden sind.
  5. Brenner nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß zwei Kammern vorgesehen sind, von denen eine mit dem Kernrohr (20) und einem der Ringspaltkanäle (39, 49) verbunden ist.
  6. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Brennerdüse (11) vier Rohre aufweist.
  7. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß ein Startbrenner (14) vorgesehen ist, um den die Brennerdüsen (11) herum angeordnet sind.
  8. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß eines der Verbrennungsmedien (28, 38, 48) ein schwefelwasserstoffhaltiges Gas ist.
  9. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Öffnungen in dem Kernrohr (20) und in dem/den Zwischenrohr(en) (30) als Nuten (27, 37) ausgebildet sind.
  10. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Öffnungen am verbrennungsraumseitigen Ende des Kernrohres (20) und der/des Zwischenrohre(s) (30) eingebracht sind.
EP97932774A 1996-07-05 1997-07-04 Brenner Expired - Lifetime EP0907868B1 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19627203A DE19627203C2 (de) 1996-07-05 1996-07-05 Brenner
DE19627203 1996-07-05
PCT/EP1997/003545 WO1998001707A1 (de) 1996-07-05 1997-07-04 Brenner

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP0907868A1 EP0907868A1 (de) 1999-04-14
EP0907868B1 true EP0907868B1 (de) 2001-02-28

Family

ID=7799071

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP97932774A Expired - Lifetime EP0907868B1 (de) 1996-07-05 1997-07-04 Brenner

Country Status (8)

Country Link
US (1) US6019595A (de)
EP (1) EP0907868B1 (de)
JP (1) JP2000514171A (de)
BR (1) BR9710202A (de)
DE (2) DE19627203C2 (de)
TW (1) TW354361B (de)
WO (1) WO1998001707A1 (de)
ZA (1) ZA975661B (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202014004013U1 (de) 2014-05-14 2015-05-20 Brinkmann Industrielle Feuerungssysteme Gmbh Brenner
DE102013019934A1 (de) 2013-11-25 2015-05-28 Brinkmann Industrielle Feuerungssysteme Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von Heiß-/Trocknungsgasen

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19839085C2 (de) * 1998-08-27 2000-06-08 Siemens Ag Brenneranordnung mit primärem und sekundärem Pilotbrenner
DE19925875A1 (de) * 1999-06-07 2000-12-14 Krupp Polysius Ag Rohrförmiger Brenner für Industrieöfen
FR2802616B1 (fr) * 1999-12-16 2002-02-08 Inst Francais Du Petrole Methode et dispositif d'auto-combustion de dechets organiques graisseux comportant un foyer a chauffe tangentielle
EP1175582B1 (de) * 2000-03-13 2004-09-29 John Zink Company,L.L.C. WANDSTRAHLUNGSBRENNER MIT NIEDRIGER NOx-EMISSION
US6551098B2 (en) * 2001-02-22 2003-04-22 Rheem Manufacturing Company Variable firing rate fuel burner
US20040084087A1 (en) * 2002-10-30 2004-05-06 Sanfilippo John E. Apparatus and method for controlling and distributing gas flow
US7163392B2 (en) * 2003-09-05 2007-01-16 Feese James J Three stage low NOx burner and method
DE102005034791B4 (de) * 2005-07-21 2007-11-22 Sks Gmbh Gasbrenner
FR2889292B1 (fr) * 2005-07-26 2015-01-30 Optimise Procede et installation de combustion sans soutien de gaz combustible pauvre a l'aide d'un bruleur et bruleur associe
US8215950B2 (en) * 2009-04-07 2012-07-10 Genral Electric Company Low emission and flashback resistant burner tube and apparatus
US8920159B2 (en) * 2011-11-23 2014-12-30 Honeywell International Inc. Burner with oxygen and fuel mixing apparatus
WO2013182214A1 (de) 2012-06-05 2013-12-12 Loesche Gmbh Verfahren zum betrieb eines multigasbrenners sowie multigasbrenner
DE102012016086A1 (de) * 2012-08-14 2014-02-20 Thyssenkrupp Uhde Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Eindüsung von Sauerstoff in eine druckaufgeladene Wirbelschichtvergasung
WO2014169963A1 (de) 2013-04-19 2014-10-23 Loesche Gmbh Zentralbrenner für mehrbrennstoff-mehrlanzen-brenner-system
JP7083211B1 (ja) 2022-02-04 2022-06-10 株式会社カシワテック 燃焼装置及び燃焼システム

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3706520A (en) * 1970-08-28 1972-12-19 Shell Oil Co Apparatus and method for heating shaft furnaces with fuel gas
JPS5333903A (en) * 1976-09-10 1978-03-30 Nippon Steel Corp Burner for heat regeneration type hot stove
US4383820A (en) * 1980-10-10 1983-05-17 Technology Application Services Corporation Fuel gas burner and method of producing a short flame
US4402666A (en) * 1980-12-09 1983-09-06 John Zink Company Forced draft radiant wall fuel burner
US4602571A (en) * 1984-07-30 1986-07-29 Combustion Engineering, Inc. Burner for coal slurry
US5044931A (en) * 1990-10-04 1991-09-03 Selas Corporation Of America Low NOx burner
GB9024786D0 (en) * 1990-11-14 1991-01-02 Boc Group Plc Burners
US5308239A (en) * 1992-02-04 1994-05-03 Air Products And Chemicals, Inc. Method for reducing NOx production during air-fuel combustion processes
DE4208951C2 (de) * 1992-03-19 1996-01-18 Loesche Gmbh Heißgaserzeuger
US5267850A (en) * 1992-06-04 1993-12-07 Praxair Technology, Inc. Fuel jet burner

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013019934A1 (de) 2013-11-25 2015-05-28 Brinkmann Industrielle Feuerungssysteme Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von Heiß-/Trocknungsgasen
DE202014004013U1 (de) 2014-05-14 2015-05-20 Brinkmann Industrielle Feuerungssysteme Gmbh Brenner

Also Published As

Publication number Publication date
US6019595A (en) 2000-02-01
DE19627203C2 (de) 2000-11-09
BR9710202A (pt) 1999-08-10
ZA975661B (en) 1998-01-23
JP2000514171A (ja) 2000-10-24
DE19627203A1 (de) 1998-01-08
TW354361B (en) 1999-03-11
WO1998001707A1 (de) 1998-01-15
DE59703063D1 (en) 2001-04-05
EP0907868A1 (de) 1999-04-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0907868B1 (de) Brenner
DE2539993C2 (de) Brenner für flüssigen oder gasförmigen Brennstoff
EP1064498B1 (de) Gasturbinenbrenner
EP0636836B1 (de) Brenner zum Verbrennen von staubförmigem Brennstoff
DE102005032109B4 (de) Kohlenstaubbrenner für niedrige NOx-Emissionen
DE102011056655B4 (de) Brenner zum Verbrennen eines staubförmigen Brennstoffes für einen Kessel mit Plasmazündbrenner
DE102006011326A1 (de) Rundbrenner
DE2341904C3 (de)
EP0543323B1 (de) Brenner für Industrieöfen
DE3431572A1 (de) System und verfahren zum verbrennen eines kohle-luft-gemisches
DE2659089C3 (de) Brenner, insbesondere für flüssige Brennstoffe
DE3933050A1 (de) Verfahren zum betreiben eines brenners fuer drehrohroefen und brenner hierfuer
EP0543324A2 (de) Brenner für Industrieöfen
DE1932881C3 (de) Brennkammer für Gasturbinentriebwerke
EP0101462B1 (de) Brenner für staubförmige, gasförmige und/oder flüssige brennstoffe
EP0386732A2 (de) Verbrennungseinrichtung für einen Zweistoffbrenner
EP3803210A1 (de) Brennstoffdüsensystem
EP0961905B1 (de) Vorrichtung und verfahren zum verbrennen von brennstoff
AT406706B (de) Brenner für gas- und ölheizkessel
DE2916635B2 (de) Brennerkopf eines Brennstoff-Sauerstoff-Brenners
DE2614171C2 (de) Zündeinrichtung für eine Abwärmewiedergewinnungseinrichtung
DE19542644B4 (de) Vormischverbrennung
DE102019114954A1 (de) Brenner mit reduzierter Flammentemperatur und Stickoxidausstoß
EP1555484A2 (de) Verfahren zum Betreiben einer Gasturbinen-Brennkammer
EP0115858A1 (de) Brenner zum Einbau in Heizungs- und Dampferzeugungsanlagen

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 19981201

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): DE FR GB IT NL

GRAG Despatch of communication of intention to grant

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS AGRA

GRAG Despatch of communication of intention to grant

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS AGRA

GRAH Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS IGRA

17Q First examination report despatched

Effective date: 20000809

GRAH Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS IGRA

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): DE FR GB IT NL

REF Corresponds to:

Ref document number: 59703063

Country of ref document: DE

Date of ref document: 20010405

ITF It: translation for a ep patent filed

Owner name: STUDIO JAUMANN P. & C. S.N.C.

GBT Gb: translation of ep patent filed (gb section 77(6)(a)/1977)

Effective date: 20010427

ET Fr: translation filed
REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: IF02

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed
PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Payment date: 20020530

Year of fee payment: 6

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NL

Payment date: 20020724

Year of fee payment: 6

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Payment date: 20020729

Year of fee payment: 6

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20030704

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20040201

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 20030704

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20040331

NLV4 Nl: lapsed or anulled due to non-payment of the annual fee

Effective date: 20040201

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: ST

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES;WARNING: LAPSES OF ITALIAN PATENTS WITH EFFECTIVE DATE BEFORE 2007 MAY HAVE OCCURRED AT ANY TIME BEFORE 2007. THE CORRECT EFFECTIVE DATE MAY BE DIFFERENT FROM THE ONE RECORDED.

Effective date: 20050704

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 20140728

Year of fee payment: 18

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R119

Ref document number: 59703063

Country of ref document: DE

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20160202