NL8004846A

NL8004846A - Gasbrander met blaaslucht en met zeer grote variatie in het afgegeven vermogen.

Info

Publication number: NL8004846A
Application number: NL8004846A
Authority: NL
Original assignee: Elf Aquitaine
Priority date: 1979-08-31
Filing date: 1980-08-27
Publication date: 1981-03-03
Also published as: GB2058331A; FR2464433A1; IT1132602B; ES494531A0; GB2058331B; DE3032119A1; IT8024393A0; FR2464433B1; DE3032119C2; GR69945B; ES8105462A1; CA1143277A

Description

, . * 803290/Κβ

Korte aanduiding: Gas-brander met blaaslucht en met zeer grote variatie in bet afgegeven vermogen.

Door Aanvraagster worden als uitvinders genoemd: Pierre CANTRYN en

George KVASNIKOFF

5

De uitvinding heeft betrekking op een gasbrander met blaaslucht waarvan het afgegeven warmtevermogen over een zeer groot instel-gebied kan variëren, die in het bijzonder kan funktioneren voor zeer geringe waarden van het afgegeven vermogen.

10 De toepassing van branders met blaaslucht is in talrijke industriën van aanzienlijk belang, in het bijzonder in de zware chemische industrie, waar deze branders onmisbaar zijn bij de processen voor het verkrijgen van talloze op grote schaal gefabriceerde produkten die als grondstoffen dienen in de verwerkingsindustriën.

15 De meeste gasbranders met blaaslucht hebben vaste in spui tdoorsneden voor gas en lucht; als gevolg daarvan nemen de inspuit-snelheden in die vaste doorsneden af wanneer het gevraagde warmtevermogen daalt. Deze snelheden bereiken dan uiteindelijk waarden die niet voldoende zijn om te zorgen voor een voldoende menging van de lucht en het gas, en 20 dus een stabiele, snelle, volledige verbranding.

Deze eigenschap van de bekende branders is niet zonder bezwaar; bij talrijke handelingen moeten ovens worden gebruikt met meerdere branders die achtereenvolgens ontstoken kunnen worden in afhankelijkheid van gevraagde warmtevermogen.

25 Het gevolg is dat in die installaties dikwijls branders tijdens de werking moeten worden verwisseld, waardoor men genoodzaakt is om achtereenvolgende en betrekkelijk langdurige operaties uit te voeren van stoppen en weer ontsteken van de branders, hetgeen een niet onaanzienlijke verhoging van de kostprijs veroorzaakt.

30 Bovendien brengt in dit type installatie de hitte van de oven een versnelde achteruitgang met zich mee van de branders die stilstaan, speciaal in het geval van gemetselde ovens die op hoge temperatuur worden gehouden, op ovens die onder druk werken·

Bij bepaalde installaties is men, om de bovengenoemde 35 bezwaren te voorkomen, gedwongen om lucht, rookgassen of stoom tegen de stilstaande branders te blazen teneinde ze tijdens het proces te koelen, hetgeen een aanzienlijke verspilling van warmte-energie met zich meebrengt.

Er zijn inrichtingen voorgesteld waarmee de inspuitdoor-snede voor de lucht en die voor het gas bij een brander kan worden gewij-JfO zigd, zodat de fluidumsnelheden een voldoende waarde behouden ondanks de β η n i s l fi -2- verandèring van het vermogen.

De gelijke inrichtingen zijn echter niet geschikt voor zeer geringe vermogens omdat de einddoorsnede van de brander niet verandert en de mengsnelheid van het gas en de lucht, zeer laag blijft· 5 De uitvinding beoogt de bovengenoemde bezwaren te onder vangen en een gasbrander voor te stellen die op de juiste wijze kan ftrak-tioneren bij zeer geringe vermogens zodat hij dus geïnstalleerd kan worden als enige brander in ovens waarbij tot nu toe meerdere branders moesten worden gebruikt· 10 De uitvinding betreft aldus een gasbrander met blaaslucht, waarvan het afgegeven warmtevermogen over een zeer groot instelgebied kan variëren, en in het bijzonder geschikt om te werken bij zeer lage vermogens, welke gasbrander een inrichting omvat voor de toevoer van gas en een inrichting voor de toevoer van lucht, alsmede een divergerende leiding waarin 15 de menging van lucht en gas plaatsvindt, met het kenmerkt dat de divergerende einddoorsnede tenminste twee trappen vertoont voor de toevoer van verbrandingslucht ·

Het voordeel van het toepassen van een enkele brander met zeer grote variatie in het afgegeven vermogen betreft alle ovens en 20 in het bijzonder de ovens voor de fabrikage van zwavel door verbranding van zwavelwaterstof (het Clausprocede)·

Bij dit laatste oventype heeft elke toevoer van een koel-fluidum voor een stilstaande brander een nadelige invloed op het nuttige effect van het procédé doordat er een verdunning ontstaat van de reaktie-25 gassen. Het gevolg is een produktieverlies, een versnelde corrosie en een toenemende verontreiniging van de atmosfeer· Bovendien is een lage snelheid van het gas aan de uitgang van de leiding de oorzaak van een slechte menging van de gassen, en dus een slecht nuttig effect van de verbrandingsreactie, hetgeen ook aanleiding geeft tot een toename van de verontreiniging van de 30 atmosfeer·

Door daarentegen een grote snelheid van de gassen te handhaven over de hele afgelegde weg, zelfs bij geringe vermogens, wordt een betere menging met de lucht bereikt, waaruit een korte vlam ontstaat, een hogere vlamtemperatuur en een beter reaktierendement.

35 Bij voorkeur is volgens de uitvinding de. minimale inwen dige middellijn van de tweede trap minstens in hoofdzaak gelijk aan de inwendige eindmiddellijn van de eerste trap.

Hen bereikt zo een veel betere eontinuiteit in de afname van de mengsnelheid benedenstrooms van de eerste trap· 8004846 t S’*** = -3-

Volgens de uitvinding is verder bij voorkeur de brander voorzien van afzonderlijke middelen voor instelling van de inspuitdoor-sneden voor het gas en voor de lucht·

Het is van voordeel wanneer voor de instelling van de 5 inspuitdoorsnede voor het gas gebruik gemaakt wordt van een verplaatsbare afdekplaat op de opening van de gastoevoerpijp, waarbij de verplaatsing van die opening wordt bestuurd door middel van een handbediening of motor-bediening, al of niet gekoppeld met bijvoorbeeld de druk in de leiding·

Volgens een verdere voorkeursmaatregel loopt in elke trap 10 voor de toevoer van verbrandingslucht die lucht door een register dat voorzien is van instelbare schoepen waarmee de inspuitdoorsnede kan worden veranderd met behulp van een bedieningshefboom·

Een verdere voorkeursoaatregel is dat, voor elke trap, de divergente ruimte waarin de menging plaatsvindt een zeer nauwe hals 15 bezit, berekend voor het kleinste vermogen dat van de brander wordt gevraagd·

Het in werking stellen van de trappen kan ofwel discontinu geschieden, ofwel continu worden gemaakt door een bedieningsinrichting voor de regelkleppen voor de luchthoeveelheid·

De uitvinding zal hierna worden toegelicht aan de hand 20 van de bijgaande tekening van een uitvoeringsvoorbeeld.

In de tekening toont de enkele figuur een schematische doorsnede door een brander volgens de uitvinding.

De brander bestaat uit een inrichting 1 waarin gas wordt toegevoerd volgens de pijl A, en een inrichting 2 voor de toevoer van ver-25 brandingslucht volgens de pijlen B.

Het door de inrichting 1 toegevoerde gas en de door de inrichting 2 toegevoerde lucht worden gpmengd in een divergerende leiding 3, waaruit het mengsel AB verdwijnt, en welke hierna nader zal worden beschreven.

30 De inrichting 1 voor de toevoer van gas onder druk is een pijp 4, waarvan het in de divergerende leiding 3 uitmondende uiteinde 5 afgedekt is door een schuivende afdekplaat 6, die zich in lengterichting volgens de as I-I van de pijp 4 kan verplaatsen. De langsverplaatsing van de afdekplaat 6, waarvan de inspuitdoorsnede voor het gas onder druk af-35 hankelijk is, wordt bestuurd door middel van een besturingsstelsel 7* dat met de dekplaat 6 verbonden is door een as 8.

De inrichting voor de toevoer van verbrandingslucht bestaat uit een kast waaruit lucht de divergerende leiding 3 bereikt door een register 10 heen, voorzien van instelbare schoepen 11 waarmee de inspuitv 8004846 -Jf- doorsnede voor de lacht in de divergerende leiding kan worden gewijzigd met behulp van een bedieningahefboom 12.

Volgens de uitvinding kan, teneinde de brander te kunnen gebruiken voor een zeer groot instelgebied, en in het bijzonder voor zeer 5 geringe af gegeven warmtevermogens, de divergerende leiding 3 samengesteld zijn uit twee trappen voor· de toevoer van verbrandingslucht.

In de weergegeven uitvoering bestaat de divergerende leiding 3 uit twee trappen 30 mi 31, waarbij al het gas ingespoten wordt in de eerste trap 30, terwijl de lucht achtereenvolgens ingespoten kan 10 worden in de trappen 30 en 31·

Het is duidelijk dat binnen het kader van de uitvinding de divergerende leiding kan bestaat uit meer dan twee trappen, of dat de gastoevoer verdeeld kan worden over deze twee trappen.

Om een getrapte toevoer mogelijk te maken van de verbran-15 dingslucht B is de kast 9 onderverdeeld in twee ruimten 90 en 91, waarbij elk van deze ruimten verbonden is met één van de trappen 30 of 31 van de divergerende leiding 3«

Elk van de ruimten 90 of 91 is verbonden met een register 10 dat voorzien is van schoepen 11 die schuin kunnen worden gesteld, en 20 waarmee de inspuitdoorsnede veranderd kan worden met behulp van hefbomen 12.

De uitvinding zal verder worden toegelicht aan de hand van het volgende voorbeeld.

vooebeeld

Een brander volgens de uitvinding bestaat uit een pijp 25 5 met een inwendige middellijn van 75 om en een afdekplaat 6 voor de instelling van het debiet dat uit de pijp stroomt.

Wanneer de temperatuur van een zuur gas, dat ongeveer 60$ zwavelwaterstof bevat en koolzuurgas, ongeveer *K)°C is, en de druk ervan 6θ millibar bedraagt boven de druk die heerst in de oven, is het maxi-30 maal toelaatbare afgegeven vermogen 1(ft1 NmVuur.

Voor een zuurgasdebiet van ongeveer 160 tot 5^0 Nm^/uur laat men in de eerste trap 30 door de,ruimte 90 een met de gashoeveelheid evenredige hoeveelheid lucht toe van 2*t0 tot 810 NnrVuur. De tweede trap ontvangt dan slechts een geringe hoeveelheid koellucht en er ontstaat een 35 volmaakt stabiel vlamfront in de eerste trap.

Voor een zuurgashoeveelheid van meer dan 5**0 NnrVuur wordt de maximale luchthoeveelheid in de eerste trap 30 gehandhaafd en wordt de voor de verbranding benodigde meerdere hoeveelheid lucht in de tweede trap 31 toegelaten door de ruimte 91 heen. Het vlamfront verplaatst zich dan en 8004846 -5- stabiliseert zich. in de tweede trap· fi O f) A fl i fi

Claims

2· Brander volgens conclusie 1,met het kenmerk, dat de minimale inwendige middellijn van de tweede trap minstens in hoofdzaak gelijk is aan de inwendige eindmiddellijn van de eerste trap· J. Brander volgens conclusie 1 of 2, met het k e n-15 merk, dat deze voorzien is van afzonderlijke regelmiddelen voor de inspuit doorsneden voor het gas en voor de lucht·
4. Brander volgens één der conclusies 1-3,met het kenmerk, dat de inrichting voor de instelling van de inspuitdoorsnede voor het gas een verplaatsbare dekplaat is die zich bevindt voor de opening 20 van de gastoevoerpijp, waarbij de beweging van die opening wordt bestuurd door middel van een handbediening of een motoraandrijving, al of niet gekoppeld met de druk bijvoorbeeld in de leiding (4),
5. Brander volgens één der conclusies 1-4, met het kenmerk, dat in elke trap voor de toevoer van verbrandingslucht die 25 lucht door een register stroomt dat voorzien is van instelbare schoepen waarbij de inspuitdoorsnede gewijzigd kan worden met behulp van een be-dieningshefboom·
6. Brander volgens één der conclusies 1-5, met het kenmerk, dat in elke trap de divergerende leiding een zeer nauwe 30 hals bezit die berekend is voor het kleinste vermogen dat van de brander wordt gevraagd.
7. Brander volgens één der conclusies 1-6, met het kenmerk, dat deze voorzien is van een besturingsinrichting voor de instelkleppen voor de lucht en gasstroming· 35 8004846 Société Nationale Elf Aquitaine (Production) ΤΖΓ ^ οο·^~ <-*- ^ I Jj\l xjé—+, I u s=?~- 15: *— Tij Jij s ^''V-*f |JLj — 01 KL^ 4 p η o λ a 4 fi ^