DE202017107810U1 - Pressure-resistant burner tip - Google Patents
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Abstract
Druckfeste Brennerspitze mit einer Innenkühlung für einen Pilot- oder Vergasungsbrenner zur Herstellung von Synthesegas unter einem Druck bis 200 bar, wobei die Brennerspitze als ein einteiliges, hohlzylinderförmiges und vorzugsweise konisches Endstück (2) eines äußeren Brennerrohrs (1) ausgebildet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
– in dem konischen Endstück (2) unter seiner inneren und äußeren Mantelfläche turbulent durchströmbare Kühlmittelkanäle (4, 5) angeordnet sind, wobei zwischen den inneren Kühlmittelkanälen (4) und den äußeren Kühlmittelkanälen (5) ein nicht von Kühlmittelkanälen durchzogener Stützring (6) vorhanden ist,
– die mantelflächennahen Querschnittskonturen der Kühlmittelkanäle (4, 5) parallel zu den Mantelflächenkonturen des Endstücks (2) verlaufen, wobei die Querschnitte der Kühlmittelkanäle (4, 5) entlang des Strömungsweges im Endstück (2) konstant sind,
– die inneren und äußeren Kühlmittelkanäle (4, 5) oberflächennah und in Halb- oder Viertelkreis-Kanalabschnitten in mehreren transversalen und äquidistanten Strömungsebenen verlaufen, wobei mittels 180°-Kanalbogen (7) zwischen den Strömungsebenen zur Umkehrung der Umfangsströmungsrichtung mäanderförmige Strömungskanäle unter der inneren und äußeren Mantelfläche ausgebildet sind. Pressure-resistant burner tip with internal cooling for a pilot or gasification burner for producing synthesis gas under a pressure of up to 200 bar, the burner tip being formed as a one-piece, hollow-cylindrical and preferably conical end piece (2) of an outer burner tube (1),
characterized in that
- In the conical end piece (2) under its inner and outer circumferential surface turbulent flow through coolant channels (4, 5) are arranged, between the inner coolant channels (4) and the outer coolant channels (5) a non-traversed by coolant channels support ring (6) is
The cross-sectional contours of the coolant channels (4, 5) lie parallel to the lateral surface contours of the end piece (2), the cross-sections of the coolant channels (4, 5) being constant along the flow path in the end piece (2),
- The inner and outer coolant channels (4, 5) near the surface and in semicircle or quadrant channel sections in a plurality of transverse and equidistant flow planes, wherein meandering flow channels through the 180 ° channel arc (7) between the flow planes to reverse the circumferential flow direction under the inner and outer lateral surface are formed.
Description
Die Erfindung betrifft eine druckfeste Brennerspitze mit einer Innenkühlung für einen Vergasungsbrenner für die Herstellung von Synthesegas unter einem Druck bis 200 bar, wobei die Brennerspitze als ein einteiliges, ringförmiges und vorzugsweise konisches Endstück eines äußeren Brennerrohrs ausgebildet ist. The invention relates to a flameproof burner tip with an internal cooling for a gasification burner for the production of synthesis gas under a pressure up to 200 bar, wherein the burner tip is formed as a one-piece, annular and preferably conical end of an outer burner tube.
Synthesegas wird aus organischen festen, flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen, wie Kohle und Kohlesuspensionen mit unterschiedlichen Inkohlungsgraden, Koksen aus unterschiedlichen organischen Materialien oder Erdöl/Erdgas in einer autothermen Teiloxidationsreaktion bei hohem Druck, im Allgemeinen bis 80 bar, und hohen Temperaturen bis 2000°C gewonnen. Die Vergasungsreaktion kann beispielsweise in einem Flugstromvergasungsreaktor stattfinden, der einen oder mehrere Vergasungsbrenner enthält, in die feste, flüssige oder gasförmige Brennstoffe und Sauerstoff eingespeist werden. Bei einer Flugstromvergasung ist es üblich, einen Startbrenner (auch als Pilotbrenner oder Zündbrenner bezeichnet) zum Druckaufbau im Reaktionsraum und Zünden des zu oxidierenden Brennstoffes zentral im Kopfbereich des Vergasungsreaktors anzuordnen, der von mehreren Vergasungsbrennern (auch als Staubbrenner, Hauptbrenner oder einfach Brenner bezeichnet) umgeben ist. Alternativ sind Startbrenner in den Vergasungsbrennern integriert. Die von den Brennern ausgehende Strömung in einem Flugstrom-Reaktor mit „Top-Burner-Arrangement“ ist nach unten gerichtet. Der Brennstoff wird pneumatisch als Brennstoff-Fördergas-Dichtstrom den Vergasungsbrennern zugeführt. In der Flammenzone der Brenner werden die Reaktanten auf Reaktionstemperatur erhitzt und in der davon ausgehenden Flugstromwolke werden der im Brennstoff enthaltene Kohlenstoff und Wasserstoff zusammen mit dem zugeführten Sauerstoff in Teiloxidationsreaktionen und weiteren Nebenreaktionen zu einem Syntheserohgas umgesetzt. Der Vergasungsprozess und die grundsätzliche Bauweise von Flugstrom-Vergasungsreaktoren werden beispielsweise in der
In den Vergasungsbrennern werden Brennstoff, Sauerstoff und gegebenenfalls Dampf dem Reaktionsraum so zugeführt und intensiv vermischt, dass sie sich möglichst vollständig unter reduzierenden Bedingungen zu einem H2- und CO- reichen Synthesegas umsetzen. Die Vergasungstemperatur beträgt bei der Flugstromvergasung von Kohlenstaub zwischen 1400°C und 1700°C, der Vergasungsdruck üblicherweise 40–80 bar. Eine Erhöhung des Vergasungsdruckes, beispielsweise bis 200 bar, führt zu höheren Umsätzen im Reaktor. In the gasification burners fuel, oxygen and optionally steam are supplied to the reaction space and mixed intensively so that they react as completely as possible under reducing conditions to a H 2 - and CO-rich synthesis gas. The gasification temperature is in the entrained flow gasification of coal dust between 1400 ° C and 1700 ° C, the gasification pressure usually 40-80 bar. An increase in the gasification pressure, for example up to 200 bar, leads to higher conversions in the reactor.
Vergasungsbrenner für Flugstromvergaser sind im Bereich der direkt in den Reaktionsraum eintauchenden Brennerteile einer starken Wärmeeinwirkung von mehr als 1000°C ausgesetzt. Eine weitere Beanspruchung entsteht durch den Kontakt des Brennermundes mit den bei der Vergasungsreaktion entstehenden korrosiven Reaktionsprodukten, die infolge der unvermeidlichen Rückströmung an den Brennermund gelangen. Die Kanal- und Leitelemente der Kohlenstaubbrenner sind zusätzlich hohen abrasiven Beanspruchungen durch den Kohlestaub ausgesetzt und infolge der Zuführung von Sauerstoff in die Flammenzone werden die umströmten Metallteile des Brenners zusätzlich von einer aggressiven oxidierenden Atmosphäre beansprucht. Eine übliche Schutzmaßnahme besteht in der intensiven Wärmeableitung aus dem Brennermundbereich durch eine Wasserkühlung des Brenners. Die Wärmeableitung kann durch Werkstoffe mit hoher Wärmeleitfähigkeit unterstützt werden. Trotz aller Schutzmaßnahmen muss ein Vergasungsbrenner zumindest im Brennermundbereich aus hitze- und korrosionsbeständigen Werkstoffen gefertigt sein. Dafür werden insbesondere gut wärmeleitende Nickelbasislegierungen eingesetzt. Gasification burners for entrained-flow gasifiers are exposed to a strong heat of more than 1000 ° C. in the area of the burner parts that directly dip into the reaction space. Another stress arises from the contact of the burner mouth with the resulting in the gasification reaction corrosive reaction products, which arrive due to the inevitable backflow to the burner mouth. The channel and guide elements of the pulverized coal burners are additionally exposed to high abrasive stresses by the coal dust and as a result of the supply of oxygen in the flame zone, the metal parts of the burner flowed around are additionally stressed by an aggressive oxidizing atmosphere. A usual protective measure consists in the intensive heat dissipation from the burner mouth area by a water cooling of the burner. The heat dissipation can be supported by materials with high thermal conductivity. Despite all protective measures, a gasification burner must be made of heat- and corrosion-resistant materials, at least in the burner mouth area. For this purpose, especially good heat-conductive nickel-base alloys are used.
In der
Aus der
- – Die Kühlung der Brenner beruht auf einer Ringspalt-Wasserkühlung, die relativ große Kühlmittelmengen im Umlauf benötigt.
- – Aufgrund des fertigungsbedingten geringen Anteils an Stützstrukturen und der angestrebten geringen Wandstärken für einen effektiven Wärmeübergang sind die Brenner nur für geringe Auslegungsdifferenzdrücke zwischen Kühlsystem und Reaktor bzw. zwischen Kühlmittel und angrenzend zugeführten Vergasungsmedien geeignet.
- – Eine konventionelle Fertigung der Brennerspitzen ist kompliziert und unvermeidliche Schweißnähte an der Brennerspitze, die einer hohen thermischen Belastung ausgesetzt sind, verringern die Verschleißfestigkeit.
- - The cooling of the burner is based on an annular gap water cooling, which requires relatively large amounts of coolant in circulation.
- - Due to the low production-related fraction of support structures and the desired low wall thicknesses for effective heat transfer, the burners are only suitable for low design differential pressures between the cooling system and reactor or between coolant and adjacent supplied gasification media.
- - Conventional manufacturing of burner tips is complicated and inevitable welds on the torch tip, which are subjected to high thermal stress, reduce the wear resistance.
Einen neuen Weg des Brennerschutzes beschreibt die
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine generativ herstellbare Brennerspitze mit Innenkühlung vorzuschlagen, die eine hohe Druckfestigkeit, vereinfachte Struktur und verbesserte Wärmeableitung aufweist. The invention has for its object to provide a generatively producible burner tip with internal cooling, which has a high pressure resistance, simplified structure and improved heat dissipation.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Brennerspitze mit den kennzeichnenden Merkmalen des ersten Anspruchs gelöst. Zweckmäßige Ausführungsformen der Brennerspitze sind Gegenstand der weiteren Ansprüche. According to the invention the object is achieved by a burner tip with the characterizing features of the first claim. Advantageous embodiments of the burner tip are the subject of the other claims.
Die vorgeschlagene druckfeste Brennerspitze mit einer Innenkühlung für einen Pilot- oder Vergasungsbrenner ist derart ausgebildet, dass in das hohlzylinderförmige, vorzugsweise konische Endstück unter seiner inneren und äußeren Mantelfläche turbulent durchströmbare Kühlmittelkanäle eingebettet sind, wobei zwischen den inneren Kühlmittelkanälen und den äußeren Kühlmittelkanälen ein nicht von Kühlmittelkanälen durchzogener Stützring vorhanden ist. Die mantelflächennahen Querschnittskonturen der Kühlmittelkanäle verlaufen parallel zur äußeren Kontur des Endstücks, wobei die Querschnitte der Kühlmittelkanäle entlang des Strömungsweges im Endstück konstant sind. Die inneren und äußeren Kühlmittelkanäle verlaufen oberflächennah in Halb- oder Viertelkreis-Kanalabschnitten in mehreren transversalen und äquidistanten Strömungsebenen. Mittels 180°-Kanalbogen findet zwischen den Strömungsebenen eine Umkehrung der Strömungsrichtung in Umfangsrichtung statt, so dass mäanderförmige Strömungskanäle unter der inneren und äußeren Mantelfläche ausgebildet sind. Eine derart weiterentwickelte Brennerspitze hat den Vorteil, dass trotz einer einfachen Kanalstruktur eine intensivere und gleichmäßigere Wärmeabfuhr von der Brennerspitze durch Wärmeleitung und Konvektion erzielt wird, als aus dem Stand der Technik bekannt ist. Die besondere und regelmäßige Anordnung der Kühlmittelkanäle mit axialen und tangentialen Kanalabschnitten in konstantem Abstand und mit konstantem Querschnitt bewirkt, dass der primären axialen Kühlmittelströmung in der Brennerspitze eine sekundäre Umfangskomponente hinzugefügt wird, so dass bidirektionale Kühlmittelströme eine gleichmäßige und lückenlose Kühlung der gesamten Oberfläche des Endstückes bewirken, wodurch keine lokalen Temperaturspitzen mit erhöhtem Verschleiß auftreten. The proposed flameproof burner tip with an internal cooling for a pilot or gasification burner is designed such that are embedded in the hollow cylindrical, preferably conical end under its inner and outer circumferential surface turbulent flow through coolant channels, wherein between the inner coolant channels and the outer coolant channels not one of coolant channels traversed support ring is present. The lateral surface near cross-sectional contours of the coolant channels run parallel to the outer contour of the end piece, wherein the cross sections of the coolant channels along the flow path in the end piece are constant. The inner and outer coolant channels run near the surface in half or quarter circle channel sections in several transverse and equidistant flow planes. By means of 180 ° channel arc, a reversal of the flow direction in the circumferential direction takes place between the flow planes, so that meander-shaped flow channels are formed below the inner and outer circumferential surfaces. Such a further developed burner tip has the advantage that, despite a simple channel structure, a more intensive and uniform heat removal from the burner tip is achieved by heat conduction and convection than is known from the prior art. The particular and regular arrangement of the coolant channels with axial and tangential channel portions of constant pitch and constant cross section causes a secondary circumferential component to be added to the primary axial coolant flow in the torch tip, so that bidirectional coolant flows provide uniform and gapless cooling of the entire surface of the tail , whereby no local temperature peaks with increased wear occur.
Die Kühlmittelkanäle weisen im Vergleich zu den bekannten traditionellen Brennerspitzen geringe Querschnitte auf und sind für eine turbulente Rohrströmung ausgelegt. Dies bildet die Voraussetzung für die erfinderische hydrodynamische Optimierung der Kühlung der Brennerspitze, indem durch zahlreiche 180°-Bogen ein hoher Anteil von thermischen Einlaufströmungsabschnitten mit noch nicht ausgebildetem Geschwindigkeitsprofil am gesamten Strömungsweg erzeugt wird. Thermische Einlaufströmungsbereiche, in denen sich ein stabiles Geschwindigkeitsprofil über den Rohrquerschnitt erst aufbaut, treten nach Unstetigkeiten im Strömungskanal auf, wie beispielsweise nach Strömungsumlenkungen. Die thermischen Vorteile dieser Einlaufströmungen bestehen in dünneren Grenzschichten, höheren Temperaturgradienten und somit höheren Wärmeströmen, die auf das Kühlmittel übertragbar sind. In Kanalbereichen mit einer thermischen Einlaufströmung findet ein intensiverer Wärmeübergang auf das Kühlmittel statt als bei einer ausgebildeten laminaren oder turbulenten Rohrströmung. Der Vorteil von Einlaufströmungen wird bewusst bei der Gestaltung der vorgeschlagenen Brennerspitze genutzt, um den Wärmeübergang auf das Kühlmittel trotz kleinerer Kanalquerschnitte zu verbessern. Mit der optimierten Kühlmittelführung in der Brennerspitze wird eine Verbesserung der Lebensdauer der Brennerspitze erzielt. Gleichzeitig wird die Verbrauchsmenge an Kühlmittel durch kleine Kanalquerschnitte reduziert. The coolant channels have in comparison to the known traditional burner tips small cross-sections and are designed for a turbulent pipe flow. This forms the prerequisite for the inventive hydrodynamic optimization of the cooling of the burner tip by a high proportion of thermal inlet flow sections with not yet formed velocity profile is generated in the entire flow path through numerous 180 ° arc. Thermal inlet flow areas, in which a stable velocity profile builds up over the pipe cross-section, occur after discontinuities in the flow channel, such as, for example, after flow deflections. The thermal advantages of these inlet flows consist in thinner boundary layers, higher temperature gradients and thus higher heat fluxes, which are transferable to the coolant. In channel areas with a thermal inlet flow, there is a more intense heat transfer to the coolant than with a formed laminar or turbulent pipe flow. The advantage of inlet flows is deliberately used in the design of the proposed burner tip to improve the heat transfer to the coolant despite smaller channel cross-sections. With the optimized coolant guide in the burner tip, an improvement in the service life of the burner tip is achieved. At the same time, the consumption of coolant is reduced by small channel cross sections.
Der erfindungsgemäße Brenner besitzt eine sehr hohe Druckfestigkeit bis zu 200 bar aufgrund der geringen Kanalquerschnitte und der erfindungsgemäßen inneren Struktur der Brennerspitze. Diese wird charakterisiert durch oberflächennahe parallele Kanalabschnitte und dadurch realisierbare konstante Wanddicken zwischen den Kanälen, den stabilisierenden Stützring, eine kontinuierliche Anpassung der Kanalform an die Außenkontur, der dadurch realisierbaren konstanten Außenwanddicken und durch die gleichmäßige Verteilung der Umlenkbögen, die Unstetigkeiten in der Wandstruktur bilden, über den Umfang und die Höhe der Brennerspitze. Eine druckfeste Brennerspitze erlaubt es, den Kühlmitteldruck zu erhöhen, die umlaufende Kühlmittelmenge zu reduzieren und die Kühlmittelanlage entsprechend kostensparend auszulegen. The burner according to the invention has a very high compressive strength up to 200 bar due to the small channel cross-sections and the internal structure of the burner tip according to the invention. This is characterized by near-surface parallel channel sections and thereby achievable constant wall thicknesses between the channels, the stabilizing support ring, a continuous adaptation of the channel shape to the outer contour, thereby realizable constant outer wall thicknesses and the uniform distribution of Umlenkbögen that form discontinuities in the wall structure over the circumference and the height of the burner tip. A flameproof burner tip makes it possible to increase the coolant pressure, to reduce the circulating coolant quantity and to design the coolant system accordingly cost-saving.
Eine derartig strukturierte Brennerspitze kann auf dem Wege eines „Rapid Manufacturing“-Herstellungsverfahrens mit generativer bzw. additiver Fertigung geschaffen werden. Beispiele dafür sind selektives Laserschmelzen (SLM), selektives Lasersintern (SLS), selective Heat Sintering (SHS) oder Elektronenstrahlschmelzen (EBM). Mit einem generativen Fertigungsverfahren wird die Ausbildung der nicht klassischen Kühlmittelkanalstruktur erst ermöglicht, wobei der Fertigungsaufwand im Vergleich zur konventionellen Fertigung wesentlich reduzierbar ist. Ein generatives Herstellungsverfahren ermöglicht es auch, zusätzliche Kanäle für Messfühler zur Temperaturüberwachung in die Brennerspitze zu integrieren. Mit zusätzlichen Temperatur-Kontrollstellen in der Brennerspitze kann nicht nur die Verschleißgefährdung, sondern auch das Brennverhalten von Vergasungsbrennern während der Betriebszeit überwacht werden. Such a structured burner tip can be produced by way of a "rapid manufacturing" production process with additive or additive Manufacturing be created. Examples include selective laser melting (SLM), selective laser sintering (SLS), selective heat sintering (SHS) or electron beam melting (EBM). With a generative manufacturing method, the formation of the non-classical coolant channel structure is made possible, the production cost is significantly reduced compared to conventional production. A generative manufacturing process also makes it possible to integrate additional temperature sensor probes into the torch tip. With additional temperature control points in the burner tip, not only the wear hazard, but also the burning behavior of gasification burners can be monitored during the operating time.
Im Folgenden soll die Erfindung am Beispiel einer Brennerspitze für einen Vergasungsbrenner zur Herstellung von Synthesegas in einem zum Verständnis der Lösung erforderlichen Umfang erläutert werden. Die dazugehörigen Zeichnungen stellen dabei dar: In the following, the invention will be explained using the example of a burner tip for a gasification burner for the production of synthesis gas in an extent necessary for understanding the solution. The accompanying drawings represent:
Die druckfeste Brennerspitze mit einer Innenkühlung ist für einen Pilot- oder Vergasungsbrenner zur Herstellung von Synthesegas unter einem Druck bis 200 bar und einer Reaktionstemperatur bis 1900°C vorgesehen. Die Brennerspitze ist als ein einteiliges, hohlzylinderförmiges und vorzugsweise konisches Endstück
Die inneren und äußeren Kühlmittelkanäle
Mit der beschriebenen Kanalgestaltung ist eine gleichmäßige Struktur im Endstück
Zum Anschluss der Brennerspitze an das Kühlsystem sind die axial aus dem Endstück
Die Anordnung der Kühlmittelkanäle
Zur Anpassung der Eigenschaften des Endstücks
Ein derartig ausgebildetes Endstück
Während des Einsatzes des Brenners im Vergasungsprozess wird ein Kühlmittel, üblicherweise ein aufbereitetes Kühlwasser, über die Zuleitungsstränge der Rohrwicklung und die Ansatzstücke
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- Brennerrohr burner tube
- 2 2
- Endstück tail
- 3 3
- Mündungskontur mouth contour
- 4 4
- Kühlmittelkanäle (innere) Coolant channels (inner)
- 5 5
- Kühlmittelkanäle (äußere) Coolant channels (outer)
- 6 6
- Stützring support ring
- 7 7
- Kanalbogen duct bend
- 8 8th
- Ansatzstück für Rohrwicklung Extension piece for pipe winding
- 9 9
- Kanal channel
- 10 10
- Ansatzring neck ring
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 4109231 C2 [0002] DE 4109231 C2 [0002]
- DE 102008006572 A1 [0005] DE 102008006572 A1 [0005]
- EP 1102627 B1 [0006] EP 1102627 B1 [0006]
- DE 102015202579 A1 [0007] DE 102015202579 A1 [0007]
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020084076A1 (en) * | 2018-10-25 | 2020-04-30 | Soudobeam | Gas injection member, furnace provided with such a member and use thereof |
| CN113915612A (en) * | 2020-07-10 | 2022-01-11 | 航天长征化学工程股份有限公司 | burner |
| WO2023036559A1 (en) * | 2021-09-08 | 2023-03-16 | Casale Sa | Burner for synthesis gas with improved cooling |
| RU2855897C2 (en) * | 2021-09-08 | 2026-02-04 | Касале Са | Synthesis gas burner with improved cooling |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4109231C2 (en) | 1991-03-21 | 1995-01-26 | Noell Dbi Energie Entsorgung | Process for the utilization of halogenated carbonaceous wastes |
| DE102008006572A1 (en) | 2008-01-29 | 2009-07-30 | Siemens Aktiengesellschaft | Ceramic coating of gasification burner parts |
| EP1102627B1 (en) | 1998-08-04 | 2010-11-17 | Texaco Development Corporation | Protective refractory shield for a gasifier |
| DE102015202579A1 (en) | 2015-02-12 | 2016-08-18 | Siemens Aktiengesellschaft | Thin-walled, intensively cooled burner tip with water cooling |
-
2017
- 2017-12-21 DE DE202017107810.8U patent/DE202017107810U1/en active Active
-
2018
- 2018-07-16 CN CN201821123572.9U patent/CN209161972U/en active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4109231C2 (en) | 1991-03-21 | 1995-01-26 | Noell Dbi Energie Entsorgung | Process for the utilization of halogenated carbonaceous wastes |
| EP1102627B1 (en) | 1998-08-04 | 2010-11-17 | Texaco Development Corporation | Protective refractory shield for a gasifier |
| DE102008006572A1 (en) | 2008-01-29 | 2009-07-30 | Siemens Aktiengesellschaft | Ceramic coating of gasification burner parts |
| DE102015202579A1 (en) | 2015-02-12 | 2016-08-18 | Siemens Aktiengesellschaft | Thin-walled, intensively cooled burner tip with water cooling |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020084076A1 (en) * | 2018-10-25 | 2020-04-30 | Soudobeam | Gas injection member, furnace provided with such a member and use thereof |
| US11662145B2 (en) | 2018-10-25 | 2023-05-30 | Soudobeam | Gas injection system, furnace provided with such a system and use thereof |
| CN113915612A (en) * | 2020-07-10 | 2022-01-11 | 航天长征化学工程股份有限公司 | burner |
| WO2023036559A1 (en) * | 2021-09-08 | 2023-03-16 | Casale Sa | Burner for synthesis gas with improved cooling |
| US12140307B2 (en) | 2021-09-08 | 2024-11-12 | Casale Sa | Burner for synthesis gas with improved cooling |
| RU2855897C2 (en) * | 2021-09-08 | 2026-02-04 | Касале Са | Synthesis gas burner with improved cooling |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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Legal Events
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| R207 | Utility model specification | ||
| R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years | ||
| R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years | ||
| R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years |