Rußfreies und geräuscharmes Abfackeln kohlenwasserstoff‐haltiger Abgase

Abstract

Bei Fackeln wird der zum EntruBen benotigte Luftsauerstoff mit Dampf als Treibmittel in den Abgasstrom eingebracht. Der Sauerstoff-Bedarf des Abgases und die Wirksamkeit der Dampfinjektoren (Luftansaugung und Vermischen mit Abgas) bestimmen den Dampfverbrauch. Ein hoher Dampfverbrauch fuhrt bei den herkommlichen Fackelkonstruktionen zwangsliiufig zu zwei Liirmquellen : 1.) die uberkritische Entspannung des Dampfes an den Injektoren ; 2.) die instabile Flammenbasis, die durch die Dampf-und Luftzufuhr uncl der damit anwachsenden Stromungsgeschwindigkeit hervorgerufen wird. Mit einem neu entwickelten Fackelkopf. der von Injektorstiiben gebildet wird, ist es gelungen diese beiden Liirmquellen sowohl bei entruoter als such entleiichtt=ter Flamme zu vermindern. SticksloffmengelSpollfloche fi& Abb. 1 . Angesaiigte Luftmenge als Funktion der Stickstoffbzw. Dampf -Menge. -* -. ---Abb. 2. Schalltlriickpcgel als Funktion des Vordruckes. Die Ergebnisse in den Abb. 1 und 2 verdeutlichen die Vorteile der Injektorstiibe im Vergleich mit anderen Injektorsystemen in bezug auf die Maasenansaugung sowie auf die Geriiuschentwicklung. Ein Vergleich der Massenansaugung von vier Injektorsystemen -Normalinjektor, Coanda-Duse, Ringspaltduse und Injektorstiibeals Funktion der Treibmediummenge zeigt Abb. 1. Als Treibmedium wurden Stick-* Vortrag auf dem Jahrestreffen der Verfahrens-Ingenieure, BASF Aktiengesellschaft, 67 Ludwigshafen/Rh. Chemie-lng.-Techn. 47. lahrg. 1975 Nr. I stoff und Dampf verwendet. Die Massenansaugung mit Dampf als Treibmedium wurde nur fiir den Injektorstab eingezeichnet. Es zeigt sich, daB je nach Lastbereich 9 bis 11 kg Luft/kg Dampf angesaugt werden. Ein Vergleich der erzeugten Schalldruckpegel der vier Injektorsysteme als Funktion des Vordrucks ist in Abb. 2 wiedergegeben. Die Austrittsfliichen des Treibmediums waren bei den vier Systemen gleichgroB ausgefuhrt. Das Umfang-Fliichenverhiis der Spaltinjektoren war um eine Zehnerpotenz groom als das des Normalinjektors. Den Ein-fluB des zuletzt genannten Parameters verdeutlichen die gemessenen Schalldruckpegel, die bei dem Normalinjektor je nach Vordruck 20 bis 25dB(A) hoher liegen als bei den Spaltinjektoren. Durch den Einsatz der Injektorstiibe bei einer Fackel fur 2 t Propylen/h verringert sich allein das Dampfgeriiusch in 10 m Entfernung um 10 dB(A) gegenuber einer herkommlichen Fackel. 315 63 125 250 500 1000 2000 LOO0 Hr 16000 !150a Frequenz f Abb. 3. Schalldruckpegel als Funktion der Frequenz. Die Injektorstiibe bilden eine kombinierte Misch-und Brennkammer, wodurch eine stabile und somit geriiuscharme Verbrennung erzielt wird, was die Werte in Bild 3 verdeutlichen. Zur ruBfreien Verbrennung von 2 t Propylen/h wurden je nach Dampfzustand 0,5 bis 0,6 kg Dampf/kg Gas benotigt. I n 10 m Entfernung wurde ein Schdldruckpegel von 86 dB(A) gemessen. Dieser Wert liegt 13,5 dB (A) unter dem einer herkommlichen Fackel bei gleicher Beaufschlagung. Bei einer entleuchteten Flamme von 2 t Propylen/h betrug die notwendige Dampfmenge 0,85 bis 1,0 kg Dampf/kg Gas. Der gemesse...