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AT391195B - METHOD FOR BURNING LIQUID OR GASEOUS FUELS AND DEVICE FOR CARRYING OUT THE METHOD - Google Patents

METHOD FOR BURNING LIQUID OR GASEOUS FUELS AND DEVICE FOR CARRYING OUT THE METHOD Download PDF

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AT391195B
AT391195B AT236587A AT236587A AT391195B AT 391195 B AT391195 B AT 391195B AT 236587 A AT236587 A AT 236587A AT 236587 A AT236587 A AT 236587A AT 391195 B AT391195 B AT 391195B
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Description

Nr. 391195No. 391195

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verbrennung flüssiger oder gasförmiger Brennstoffe, wobei dieser Verbrennung ein aus Brennstoff und Primärluft bestehendes Gemisch sowie Sekundärluft zugeführt wird und der Primärluft ein Anteil der bei der Verbrennung entstehenden Abgase beigemischt wird und auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The present invention relates to a method for the combustion of liquid or gaseous fuels, in which a mixture consisting of fuel and primary air and secondary air is fed to this combustion, and a proportion of the exhaust gases resulting from the combustion is admixed to the primary air and to an apparatus for carrying out the method .

Es ist allgemein bekannt, der Verbrennungsluft Abgas beizumischen, um die Brennraumtemperatur zu senken. Dies geht beispielsweise aus den DE-OS 2 716 460 und 2 935 290 sowie der US-PS 3 418 062 als bekannt hervor. Es zeigt sich aber, daß mit der einfachen Abgasrezirkulation der Schadstoffgehalt, insbesondere der Gehalt an thermischen Stickoxyden noch nicht weit genug gesenkt werden kann, so daß die Aufgabe besteht, die Schadstoffemission noch weiter zu senken.It is generally known to add exhaust gas to the combustion air in order to lower the combustion chamber temperature. This is known, for example, from DE-OS 2 716 460 and 2 935 290 and US Pat. No. 3,418,062. It turns out, however, that with the simple exhaust gas recirculation, the pollutant content, in particular the content of thermal nitrogen oxides, cannot be reduced far enough, so that the task is to reduce the pollutant emissions even further.

Eine Beimischung von Abgasen zur Primärluft verringert den NOx-Anteil im Abgas wesentlich stärker als eine Abgasbeimischung zur Sekundärluft oder zur gesamten, aus Primär- und Sekundärluft bestehenden, Verbrennungsluftmenge. Allerdings steigt bei einer Abgasbeimischung zur Primärluft der CO-Gehalt der Abgase.An admixture of exhaust gases to the primary air reduces the proportion of NOx in the exhaust gas much more than an admixture of exhaust gases to the secondary air or to the total amount of combustion air consisting of primary and secondary air. However, when the exhaust gas is added to the primary air, the CO content of the exhaust gases increases.

Die Beimengung von Brennstoff zur Sekundärluft verringert gleichfalls den NOx-Anteil in den Abgasen, zusätzlich kann hierdurch aber auch der CO-Gehalt verringert werden.The addition of fuel to the secondary air also reduces the proportion of NOx in the exhaust gases, but in addition this can also reduce the CO content.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß sich beiderlei Methoden zur Verringerung der Schadstoffe im Abgas vorteilhaft miteinander kombinieren lassen.The invention is based on the knowledge that the two methods for reducing the pollutants in the exhaust gas can advantageously be combined with one another.

Erfindungsgemäß wird zur Lösung der Aufgabe vorgesehen, daß der Sekundärluft ein die Zündfähigkeit dieses Gemischs gerade noch ausschließender maximaler Anteil des Brennstoffs beigemischt wird.According to the invention it is provided to achieve the object that the secondary air is admixed with a maximum proportion of the fuel which still just excludes the ignitability of this mixture.

Durch diese Beimischung von Brennstoff anstelle von rezirkuliertem Absatz in die Sekundärluft vermeidet man die nachher zu starke CO-Bildung in den Abgasen.This admixture of fuel instead of recirculated sales in the secondary air avoids the subsequent excessive formation of CO in the exhaust gases.

Im Zusammenhang mit dieser Lösung der eingangs definierten Aufgabe erstreckt sich die Erfindung auf die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.In connection with this solution to the problem defined at the outset, the invention extends to the device for carrying out the method.

Eine solche Vorrichtung besteht aus einem über eine Brennstoffversorgungsleitung gespeisten Brenner für flüssigen oder gasförmigen Brennstoff und einer gemeinsam mit einer Primärluftführung in die Mischzone zur Brennerkammer einmündenden Brennstoffversorgungsleitung sowie einer Abgasführung dieses Brenners, wobei eine von der Abgasführung abzweigende und in die Primärluftführung mündende Abgaszweigleitung vorgesehen ist. Erfindungsgemäß ist hierbei vorgesehen, daß eine von der Brennstoffversorgungsleitung äbzweigende und in den Sekundärluftstrom einmündende Brennstoffzweigleitung vorgesehen ist.Such a device consists of a burner for liquid or gaseous fuel fed via a fuel supply line and a fuel supply line which opens into the mixing zone to the burner chamber together with a primary air duct and an exhaust gas duct of this burner, an exhaust branch line branching off from the exhaust gas duct and opening into the primary air duct being provided. It is provided according to the invention that a fuel branch line branching from the fuel supply line and opening into the secondary air flow is provided.

Durch diese Ausgestaltung gewinnt man einen auf den CO-Anteil des Abgases fast keinen Einfluß nehmenden Anteil an Inertgas, mit dem ein entscheidendes Herunterdrücken des Anteils an thermischem Stickoxyd in der Verbrennungskammer möglich ist.By means of this configuration, a portion of inert gas which has almost no influence on the CO portion of the exhaust gas is obtained, with which a decisive depression of the portion of thermal nitrogen oxide in the combustion chamber is possible.

Es ist besonders vorteilhaft, daß die Brennstoffversorgungsleitung des Brenners in einer über ein Gebläse beaufschlagbaren Primärluftführung mündet, die in ihrem die Mündung und eine Brennerdüse umgebenden zentralen Bereich das aus Primärluft und Abgas bestehende Gemisch und in ihrem peripheren Bereich ein aus Sekundärluft und Brennstoff bestehendes Gemisch führt.It is particularly advantageous that the fuel supply line of the burner opens into a primary air duct which can be acted upon by a blower and which leads in its central area surrounding the mouth and a burner nozzle the mixture consisting of primary air and exhaust gas and in its peripheral area a mixture consisting of secondary air and fuel .

Durch diese Ausgestaltung ergibt sich eine besonders gute und schadstofffreie Verbrennung. Weiterhin kann mit dieser gebläsebetriebenen Vorrichtung der Zustrom der Komponenten zu den für sie bestimmten Bereichen auf einfache Art und Weise gesteuert und gewährleistet werden.This configuration results in a particularly good and pollutant-free combustion. Furthermore, the inflow of the components to the areas intended for them can be controlled and ensured in a simple manner with this blower-operated device.

Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Vorrichtungen sind in den beiden Zeichnungsfiguren schematisch veranschaulicht. Im einzelnen zeigtEmbodiments of devices according to the invention are illustrated schematically in the two drawing figures. In detail shows

Fig. 1 das Schema eines atmosphärischen Brenners undFig. 1 shows the scheme of an atmospheric burner and

Fig. 2 das Schema eines gebläsebetriebenen Brenners.Fig. 2 shows the scheme of a fan-operated burner.

Der atmosphärische Brenner nach Fig. 1 ist beispielsweise ein Gasbrenner (1), bestehend aus einem eine Brennerkammer (3) einschließenden und an seiner Oberseite Gemischaustrittsöffnungen (2) aufweisenden Brennerstab. Die Brennerflammen (4) setzen mit ihren Wurzeln an den Gemischaustrittsöffnungen (2) an und beheizen einen Wärmetauscher (5), der sich in der Abgasführung (6) befindet, die ihrerseits in eine Abgassammelhaube (7) mündet, an die der Kamin (8) und eine Strömungssicherung mit einem Auslaß (9) in den Aufstellungsraum des brennerbeheizten Gerätes, z. B. eines Wasserheizers, anschließen.The atmospheric burner according to FIG. 1 is, for example, a gas burner (1) consisting of a burner rod enclosing a burner chamber (3) and having mixture outlet openings (2) on its upper side. The roots of the burner flames (4) start at the mixture outlet openings (2) and heat a heat exchanger (5) which is located in the exhaust gas duct (6), which in turn opens into an exhaust gas hood (7) to which the chimney (8 ) and a flow safety device with an outlet (9) in the installation space of the burner-heated device, e.g. B. a water heater.

Der Brenner (1) wird über eine Brennstoffversorgungsleitung (10) mit Brennstoff gespeist. Dieser Brennstoff wird mit einem bestimmten, über eine Luftführung (11) zuströmenden, eine optimale Verbrennung ergebenden Anteil von Primärluft gemeinsam der Brennerkammer (3) des Brenners (1) zugeführt.The burner (1) is fed with fuel via a fuel supply line (10). This fuel is jointly supplied to the burner chamber (3) of the burner (1) with a certain proportion of primary air flowing in via an air duct (11) and resulting in optimal combustion.

Außerdem strömt den Brennerflammen (4) von unten her längs des Brenners (1) bzw. aus den Zwischenräumen zwischen benachbarten Brennerstäben Sekundärluft in Richtung der Pfeile (12) zu und gelangt an den Brennerstäben gemeinsam mit dem Brennstoff-Primärluft-Gemisch zur Verbrennung.In addition, the burner flames (4) flow from below along the burner (1) or from the spaces between adjacent burner rods in the direction of the arrows (12) and reach the burner rods together with the fuel-primary air mixture for combustion.

Erfindungsgemäß zweigt nun von der Abgasführung (6) im Bereich ihrer Sammelhaube (7) eine Abgaszweigleitung (13) ab und mündet gemeinsam mit dem Brennstoff (10) und der Primärluft (11) in der Brennerkammer (3) des Brenners (1).According to the invention, an exhaust branch line (13) branches off from the exhaust gas duct (6) in the region of its collecting hood (7) and opens together with the fuel (10) and the primary air (11) in the burner chamber (3) of the burner (1).

Ferner ist unterhalb der Sekundärluftströme (12) der Verteiler (14) einer Brennstoffzweigleitung (15) vorgesehen, der sich an der Unterseite der Brennerstäbe über deren gesamte Länge und Breite des Brenners erstreckt und dafür sorgt, daß der zusätzlich zugeführte Brennstoff gemeinsam mit der Sekundärluft gleichmäßig verteilt zu den Brennerflammen (4) gelangt. -2-Furthermore, below the secondary air flows (12), the distributor (14) of a fuel branch line (15) is provided, which extends on the underside of the burner rods over their entire length and width of the burner and ensures that the additionally supplied fuel, together with the secondary air, is uniform distributed to the burner flames (4). -2-

Claims (3)

Nr. 391 195 Dieser zusätzlich mit dem Sekundärluftstrom (12) zugeführte Brennstoff kann gegebenenfalls mit einem Luftanteil vermischt sein, der so bemessen sein muß, daß das Gemisch nicht ziindfähig ist So könnte beispielsweise die Sekundärluft schon bei ihrem Eintritt in das Gehäuse (16) des brennerbeheizten Gerätes mit dem Brennstoffanteil vermischt und erst anschließend über die Fläche der Unterseite des Brenners verteilt werden. Fig. 2 zeigt als Ausführungsbeispiel einen Brenner (1), dessen Brennstoffversorgungsleitung (10) in einer über ein Gebläse mit Verbrennungsluft beaufschlagbaren Primärluftführung (11) mündet und zwar in einer Brennerdüse (17) mit radialen Brennstoffaustrittsöffnungen. Die Luftführung teilt sich in eine Primärluftführung im Bereich (18) und eine Sekundärluftführung im peripheren Bereich (19) auf. Die Primärluftführung führt in ihrem zentralen, die Brennerdüse (17) umgebenden Bereich (18) ein aus Primärluft und Abgas bestehendes Gemisch. Im peripheren Bereich (19) der Sekundärluft wird Brennstoff im bestehenden Gemisch mitgeführt, wobei für die Zusammensetzung des Brennstoffes das Obengesagte gilt: Der Brennstoff muß einen so großen Luftanteil enthalten, daß er nicht zündfähig ist. PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Verbrennung flüssiger oder gasförmiger Brennstoffe, wobei dieser Verbrennung ein aus Brennstoff und Primärluft bestehendes Gemisch sowie Sekundärluft zugeführt wird und der Primärluft ein Anteil der bei der Verbrennung entstehenden Abgase beigemischt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Sekundärluft ein die Zündfähigkeit dieses Gemisches gerade noch ausschließender maximaler Anteil des Brennstoffes beigemischt wird.No. 391 195 This fuel, which is additionally supplied with the secondary air flow (12), can optionally be mixed with an air component which must be dimensioned such that the mixture is not ignitable. For example, the secondary air could already enter the housing (16) of the burner-heated device mixed with the fuel and only then distributed over the surface of the bottom of the burner. 2 shows an exemplary embodiment of a burner (1), the fuel supply line (10) of which opens into a primary air duct (11) which can be supplied with combustion air via a blower, specifically in a burner nozzle (17) with radial fuel outlet openings. The air duct is divided into a primary air duct in the area (18) and a secondary air duct in the peripheral area (19). The primary air duct leads in its central area (18) surrounding the burner nozzle (17) a mixture consisting of primary air and exhaust gas. In the peripheral area (19) of the secondary air, fuel is carried in the existing mixture, whereby the above applies to the composition of the fuel: the fuel must contain such a large proportion of air that it is not ignitable. 1. A process for the combustion of liquid or gaseous fuels, in which a mixture consisting of fuel and primary air and secondary air is fed to this combustion and a portion of the exhaust gases resulting from the combustion is admixed to the primary air, characterized in that the secondary air has an ignitability of this mixture just excluding the maximum proportion of the fuel is added. 2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einem über eine Brennstoffversorgungsleitung gespeisten Brenner für flüssigen oder gasförmigen Brennstoff und einer gemeinsam mit einer Primärluftführung in die Mischzone zur Brennerkammer einmündende Brennstoffversorgungsleitung sowie einer Abgasführung dieses Brenners, wobei eine von der Abgasführung abzweigende und in die Primärluftführung mündende Abgaszweigleitung vorgesehen ist, gekennzeichnet durch eine von der Brennstoffversorgungsleitung (10) abzweigende und in den Sekundärluftstrom (12) einmündende Brennstoffzweigleitung (15) (Figur 1).2. Apparatus for carrying out the method according to claim 1, consisting of a burner for liquid or gaseous fuel fed via a fuel supply line and a fuel supply line opening together with a primary air duct into the mixing zone to the burner chamber, and an exhaust gas duct of this burner, one branching off from the exhaust gas duct and Exhaust branch line opening into the primary air duct is provided, characterized by a fuel branch line (15) branching off from the fuel supply line (10) and opening into the secondary air flow (12) (FIG. 1). 3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoffversorgungsleitung (10) des Brenners (1) in einer über ein Gebläse beaufschlagbaren Primärluftführung (11) mündet, die in ihrem die Mündung und eine Brennerdüse (17) umgebenden zentralen Bereich (18) das aus Primärluft und Abgas bestehende Gemisch und in ihrem peripheren Bereich (19) ein aus Sekundärluft und Brennstoff bestehendes Gemisch führt (Figur 2). Hiezu 1 Blatt Zeichnung -3-3. A device for carrying out the method according to claim 1, characterized in that the fuel supply line (10) of the burner (1) opens into a primary air duct (11) which can be acted upon by a blower and which surrounds the mouth and a burner nozzle (17) in its central area Area (18) the mixture consisting of primary air and exhaust gas and in its peripheral area (19) a mixture consisting of secondary air and fuel (Figure 2). For this 1 sheet drawing -3-
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