ES2310189T3 - Quemador de atomizacion para el desdoblamiento termico de material residual sulfurado. - Google Patents
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Abstract
Disposición de quemador de atomización para la atomización y combustión de un material residual sulfurado, que comprende al menos una boquilla de material residual para la alimentación de material residual sulfurado, que está rodeada por una boquilla exterior para la alimentación de un medio de atomización, estando presente como boquillas de material residual una pluralidad de boquillas individuales (3) discretamente conectables y desconectables que están unidas con una entrada (7) para el material residual o una mezcla de material residual/combustible, caracterizada porque la boquilla exterior (5) está configurada en forma de una rendija anular en la que está dispuesto un gran número de boquillas tubulares (10), y porque las boquillas tubulares (10) distribuidas en la rendija anular de la boquilla exterior (5) están unidas con un suministro de oxígeno a través de una entrada (12).
Description
Quemador de atomización para el desdoblamiento
térmico de material residual sulfurado.
La presente invención concierne a un quemador de
atomización para la atomización y combustión de material residual
sulfurado, cuyo quemador comprende una boquilla de material residual
para la alimentación de material residual sulfurado, la cual está
rodeada por una boquilla exterior para la alimentación de un medio
de atomización.
Tales quemadores de atomización se utilizan en
el marco del acondicionamiento de materiales residuales líquidos
sulfurados. Según el estado de la técnica, el acondicionamiento de
materiales residuales sulfurados, como, por ejemplo, ácidos
sulfúricos gastados (los llamados "ácidos sulfúricos
residuales") o soluciones de sulfato de amonio, se efectúa por
desdoblamiento térmico en las llamadas instalaciones de
desdoblamiento. Los materiales residuales se alimentan aquí una zona
de calentamiento -generada por gases de humo calientes- de un
reactor dotado de revestimiento refractario, en lo que sigue
denominado también "horno de desdoblamiento", y se desdoblan
allí térmicamente formando dióxido de azufre. La zona de
calentamiento es generada por combustión de un combustible con un
oxidante que contiene oxígeno. Los gases del proceso que contienen
dióxido de azufre son transformados adicionalmente según el estado
de la técnica en ácido sulfúrico, ácido sulfúrico fumante o dióxido
de azufre.
Son usuales dos tipos de reactores diferentes
que se diferencian en primer lugar en cuanto al flujo del gas del
proceso: a saber, hornos de desdoblamiento vertical u
horizontalmente recorridos por el flujo.
En el horno de desdoblamiento recorrido
verticalmente por el flujo unos quemadores para generar los gases de
humo calientes están directamente sujetos mediante bridas, radial o
tangencialmente, a la pared del horno en uno o varios planos. La
llama se desarrolla solamente en el horno de desdoblamiento, con lo
que, en caso de una combustión incompleta, se pueden formar CO y
hollín y existe el riesgo de la coloración marrón del ácido
sulfúrico producido. Por este motivo, las instalaciones de
desdoblamiento de clase de construcción más moderna se equipan con
cámaras de combustión antepuestas, llamadas combustores, en lugar de
los quemadores directamente sujetos mediante bridas. Los combustores
generan un gas de humo reaccionado caliente a una temperatura de
aproximadamente
2.000ºC.
2.000ºC.
En el horno de desdoblamiento horizontalmente
dispuesto se sujetan casi siempre mediante bridas uno o varios
quemadores o combustores directamente a la pared frontal. La llama o
el gas de humo sale en dirección horizontal.
Como combustible entran en consideración gases
combustibles y combustibles líquidos, preferiblemente con alto
contenido en azufre, como, por ejemplo, gasóleo de calefacción S. En
caso de un incremento necesario de la producción de ácido sulfúrico
se añade también azufre líquido como combustible que se quema
directamente en el horno de desdoblamiento formando dióxido de
azufre. Como medio oxidante se emplea usualmente aire que se añade
al grupo de quemadores con temperatura ambiente o bien en forma
calentada por recuperación.
Es común a todos los procedimientos de
desdoblamiento la muy alta temperatura de desdoblamiento necesaria
de 900 a 1.200ºC, a la que los materiales residuales sulfurados se
convierten térmicamente en dióxido de azufre, vapor de agua, oxígeno
y eventualmente nitrógeno y dióxido de carbono. La reacción de
desdoblamiento fuertemente endotérmica se desarrolla en los hornos
de desdoblamiento anteriormente descritos, siendo necesarias grandes
cantidades de energía en forma de gas combustible o gasóleo. Así,
por ejemplo, para el desdoblamiento de un ácido sulfúrico residual
al 70%, constituido por 70% de ácido sulfúrico y 30% de agua, se
necesitan teóricamente alrededor de 1.770 kWh de energía por
tonelada de ácido residual.
Cuando se emplea aire como oxidante, se tiene
que calentar también la porción inerte de nitrógeno hasta la
temperatura de desdoblamiento de aproximadamente 1.000ºC, lo que
conduce a un aumento adicional del consumo de energía y a la
reducción de la concentración de dióxido de azufre, así como a un
incremento del volumen de gas del proceso.
En principio, los costes específicos de
desechado por tonelada de ácido residual pueden reducirse mediante
el aumento de la concentración de dióxido de azufre en el gas del
proceso.
Pueden conseguirse concentraciones más altas de
dióxido de azufre mediante una reconcentración de los materiales
residuales sulfurados en una instalación separada o mediante una
reducción de la porción inerte de nitrógeno en el aire de
combustión, lo que se logra usualmente utilizando oxígeno en calidad
de medio oxidante.
Para el mezclado del oxígeno con los
combustibles en el horno de desdoblamiento se han acreditado hasta
ahora en la práctica los procedimientos siguientes:
- -
- Enriquecimiento del aire de combustión con oxígeno
- -
- Inyección de oxígeno en la llama de aire
- -
- Utilización de un quemador de combustible/oxígeno
Mediante el enriquecimiento con oxígeno y/o la
inyección de oxígeno se aumenta la temperatura de la llama, lo que
puede conducir a daños en los quemadores y/o en la mampostería
refractaria.
Tanto en el enriquecimiento con oxígeno como en
la inyección de oxígeno se aumenta la temperatura de la llama y, por
tanto, se favorece la formación térmica de óxido de nitrógeno, lo
que en principio es desventajoso para el proceso de
desdoblamiento.
Cuando se utiliza un quemador de
combustible/oxígeno, se queman combustibles, tales como gasóleo o
gas combustible, mezclándolos exteriormente con oxígeno por medio de
un quemador adecuado. Los quemadores de oxígeno pueden integrarse,
además, en el reactor para aumentar la capacidad de un horno de
desdoblamiento existente, pero también pueden utilizarse en lugar de
quemadores de aire. Debido a las muy altas temperaturas de la llama
de hasta 2.900ºC se plantean los mismos problemas que en los
procedimientos anteriormente citados. Además, los quemadores de
oxígeno refrigerados por agua requieren mucho mantenimiento, dado
que en la superficie refrigerada se pueden presentar daños de
corrosión debido a la condensación de ácido sulfúrico.
A causa de estos inconvenientes, era sólo
limitadamente posible la utilización de oxígeno para aumentar la
capacidad de instalaciones de desdoblamiento para la regeneración de
materiales residuales sulfurados. Así, por ejemplo, no se ha podido
hasta ahora hacer que funcionen con oxígeno hornos de desdoblamiento
que estaban equipados con combustores, puesto que tanto por el
enriquecimiento con oxígeno como por la inyección de oxígeno se
eleva la temperatura de la llama, de modo que se funde la
mampostería del combustor hecha funcionar ya en el límite superior
de temperatura y, además, debido a la elevada formación de óxido de
nitrógeno, se reduce fuertemente la calidad del ácido sulfúrico
producido a causa de elevados contenidos de ácido
nitrosilsulfúrico.
La aportación de ácido al horno de
desdoblamiento se efectúa por medio de atomizadores de presión,
atomizadores de aire comprimido o atomizadores rotativos que están
fabricados de materiales resistentes al ácido.
Es común a todos los tipos de atomizadores la
boquilla atomizadora dispuesta centralmente en el atomizador, a
través de la cual se hace pasar toda la cantidad de material
residual sulfurado que se ha de atomizar.
Es sabido que el grado de desdoblamiento térmico
de materiales residuales sulfurados depende, de forma inversamente
proporcional, del tamaño de las gotas atomizadas en el horno de
desdoblamiento. En principio, se consigue un alto grado de
desdoblamiento por medio de gotas de líquido pequeñas.
En los atomizadores de alta presión y en los
atomizadores inyectores, como, por ejemplo, en un atomizador de aire
comprimido, el tamaño de las gotas de líquido atomizadas es
proporcional al diámetro interior de la boquilla de atomización y a
la presión de atomización. Por tanto, se optimizan las boquillas de
atomización para una presión y caudal prefijados. Por este motivo,
las boquillas de atomización, que se han diseñado para el caudal
máximo de ácido residual, ya no trabajan de forma óptima durante su
funcionamiento bajo carga parcial.
Se conoce por el documento EP 0 509 193 A un
quemador para la combustión de materiales residuales que presenta
varias entradas concéntricamente dispuestas para material residual,
las cuales sirven para realizar un mezclado del material residual
con un gas de combustión rico en oxígeno. Sin embargo, no está
prevista una atomización adaptable a cantidades diferentes de
material residual.
Se conoce por el documento US 4 544 350 A un
quemador con varias boquillas individuales discretamente
conectables, pero que no presenta posibilidad alguna de alimentar
oxígeno adicional.
Por tanto, la presente invención se basa en el
problema de indicar un quemador de atomización que, por un lado,
pueda utilizarse para un procedimiento en el que se puede aportar
oxígeno al horno de desdoblamiento sin los inconvenientes y
limitaciones anteriores como medio oxidante adicional para aumentar
la capacidad y mejorar la rentabilidad, y que, por otro lado, esté
optimizado para un caudal variable de material residual a
atomizar.
Este problema se resuelve según la invención
partiendo del quemador de atomización citado al principio por medio
de la combinación de características de la reivindicación 1, en la
que la boquilla de material residual comprende un gran número de
boquillas individuales discretamente conectables y desconectables
que están unidas con una entrada para el material residual, en la
que, además, está prevista una alimentación para combustible y en la
que la boquilla exterior está unida con un suministro de oxígeno
para una corriente de gas rica en oxígeno. En el quemador de
atomización según la invención la boquilla exterior comprende una
rendija anular en la que está dispuesto un gran número de boquillas
tubulares. En esta forma de realización del quemador de atomización
es posible introducir un primer gas a través de la rendija anular y
un segundo gas a través de las boquillas tubulares. Por ejemplo, el
primer gas puede ser aire precalentado y el segundo gas puede ser
una corriente de gas rica en oxígeno en el sentido de esta
invención, con un contenido de oxígeno de preferiblemente al menos
un 80% en volumen.
Por medio del gran número de boquillas
individuales se forman en el quemador de atomización según la
invención, en lugar del cono de atomización de líquido central
conocido por el estado de la técnica, varios conos de atomización de
líquido individuales constituidos por el material residual que se ha
de tratar.
\newpage
Las boquillas individuales están concebidas como
conectables y desconectables, de modo que el caudal de material
residual a través de las boquillas individuales puede adaptarse a
las necesidades de cada caso. Se puede garantizar así especialmente
que, al aumentar o disminuir el caudal para al menos una parte de
las boquillas individuales, se pueda conservar un tamaño de gota
establecido como óptimo desconectando o conectando para ello el
caudal a través de una o varias de las boquillas individuales.
Además, el quemador de atomización según la
invención presenta una alimentación para combustible y para un gas
rico en oxígeno. Debido a la combustión del gas combustible con el
gas rico en oxígeno se proporciona energía de desdoblamiento en la
zona del quemador de atomización - y, por tanto, en una zona de
prerreacción separada de la zona de reacción propiamente dicha. En
esta zona de prerreacción se desdobla parcialmente el material
residual sulfurado y únicamente a continuación se le introduce en la
zona de reacción de temperatura más alta constituida por los gases
de humo calientes, en la que se efectúa entonces el desdoblamiento
térmico completo del material residual. Por tanto, dado que la zona
de prerreacción está desacoplada de la zona de reacción propiamente
dicha, se puede proporcionar en la zona de prerreacción la energía
adicional necesaria para un aumento de capacidad sin que se
produzcan un aumento de la temperatura de la llama en la zona de
reacción propiamente dicha ni, por tanto, un rebasamiento de los
límites de temperatura en esta zona o una elevada formación de óxido
de nitrógeno.
Debido a la introducción conjunta de material
residual y combustible en la zona de prerreacción y debido al
desdoblamiento parcial del material residual, el desdoblamiento
térmico del material residual en la zona de reacción propiamente
dicha puede tener lugar a bajas temperaturas de reacción, lo que
tiene como consecuencia una pequeña formación de óxido de nitrógeno
junto con altos grados de reacción en el proceso general. Los
productos de reacción de la zona de prerreacción, no desdoblados
todavía completamente, son transferidos a la zona de reacción
propiamente dicha de temperatura más alta, en la que se produce el
desdoblamiento y combustión completos de los productos de reacción
sin que se formen óxidos de nitrógeno adicionales.
La corriente de gas rica en oxígeno es oxígeno
puro o una mezcla de oxígeno/aire con una concentración de oxígeno
comprendida entre 25% en volumen y 100% en volumen. Esta corriente
envuelve a las corrientes de gotas de material residual y de
combustible que se forman y sirve de oxidante y al mismo tiempo de
medio atomizador secundario.
En un quemador de atomización se consigue según
la invención una adaptación especialmente exacta y variable a la
capacidad de caudal haciendo que las boquillas individuales estén
concebidas como discretamente desconectables y conectables. A este
fin, por ejemplo, cada boquilla individual puede llevar asociada una
válvula.
Se ha acreditado especialmente un quemador de
atomización en el que el número de boquillas individuales asciende
al menos a 2 y a lo sumo a 9. Al aumentar el número de boquillas
individuales se hace más exacta la optimización del tamaño de las
gotas en el caudal actual. El límite superior citado resulta del
coste de fabricación creciente con el número de boquillas
individuales. Usualmente, se prefiere una disposición simétrica de
boquillas individuales - visto en la dirección del eje longitudinal
del quemador de atomización, ya que esto facilita tanto la
fabricación del quemador de atomización como el entremezclado
homogéneo y la distribución reproducible de material residual,
combustible y oxígeno en la zona de prerreacción.
En una ejecución preferida del quemador de
atomización está prevista una boquilla interior central para la
alimentación de combustible, en torno a la cual están dispuestas
boquillas individuales. Para la generación de la energía de
desdoblamiento necesaria en la zona de prerreacción se inyecta
combustible líquido y/o gaseoso, a través de la boquilla interior
central del quemador de atomización, en las corrientes de gotas de
materiales residuales sulfurados que salen de las boquillas
individuales. El combustible atraviesa las corrientes de gotas y
reacciona con el gas rico en oxígeno formando la citada zona de
prerreacción. Aparte del combustible, a través de la boquilla
interior se pueden introducir también otros componentes en la zona
de prerreacción, especialmente una mezcla de combustible y material
residual, estando unida en este caso la boquilla interior con una
entrada para el material residual. Por tanto, la boquilla interior
se puede considerar también como una boquilla individual en el
sentido de esta invención.
Como alternativa o como complemento de esto, se
genera la energía de desdoblamiento necesaria en la zona de
prerreacción añadiendo combustible líquido al material residual
sulfurado fuera del quemador de atomización e inyectando la mezcla
del material residual/combustible en el reactor a través de las
boquillas individuales. Por tanto, las boquillas individuales están
convenientemente unidas con un dispositivo mezclador para la
producción de la mezcla de material residual y combustible.
El quemador de atomización según la invención
hace posible la atomización del material residual mediante la
introducción de una corriente de gas rica en oxígeno a través de la
boquilla exterior. Para proteger las boquillas individuales o la
boquilla interior contra un ataque químico de la corriente de gas
rica en oxígeno, se ha visto que es favorable prever una boquilla de
gas protector entre las boquillas individuales y la boquilla
exterior. Introduciendo un gas protector adecuado por la boquilla de
gas protector se apantallan las corrientes individuales y -en caso
de que esté presente- la boquilla interior contra la corriente de
gas rica en oxígeno. Por tanto, es posible construir las boquillas
individuales o la boquilla interior con un material que, en otros
casos, estaría amenazado de corrosión en las condiciones ambientales
reinantes.
Preferiblemente, las boquillas individuales y
-en caso de que esté presente- la boquilla interior consisten en
zirconio. El zirconio se caracteriza por una alta resistencia a los
ácidos y una alta resistencia al desgaste, pero, debido a su
afinidad, se oxida rápidamente en oxígeno puro a altas temperaturas
(por ejemplo, a 1.000ºC) o incluso se inflama en ciertas
circunstancias, lo que se evita con el medio introducido por la
boquilla de gas protector.
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Se configura como especialmente sencilla una
forma de realización del quemador de atomización en la que la
boquilla exterior está realizada en forma de una rendija anular que
rodea coaxialmente a la boquilla de gas protector.
En lo que sigue se explica la invención con más
detalle ayudándose de ejemplos de realización y de un dibujo. En el
dibujo muestran en particular:
La figura 1, el quemador de atomización según la
invención en una primera forma de realización y
La figura 2, el quemador de atomización según la
figura 1 en una vista en planta de la abertura de la boquilla de
atomización.
El quemador de atomización representado en la
figura 1 tiene una boquilla interior central 1 alrededor de la cual
están uniformemente distribuidas un conjunto de un total de cuatro
boquillas individuales 3. La boquilla interior 1 y las boquillas
individuales 3 están rodeadas coaxialmente por una boquilla de gas
de separación 4 de forma de rendija anular y por otra boquilla
exterior 5 de forma de rendija anular. La boquilla interior 1
presenta una entrada 6 para la alimentación de combustible. Las
boquillas individuales 3 están unidas con una entrada 7 a través de
la cual se alimenta discrecionalmente a las boquillas individuales 3
un material residual sulfurado o una mezcla de material residual
sulfurado y combustible.
En una forma de realización alternativa del
quemador de atomización la boquilla interior 1 está unida también
con una entrada (no representada en la figura 1) para la
alimentación de una mezcla de material residual sulfurado y
combustible.
Por tanto, a través de las entradas 6 y 7 se
alimenta al quemador de atomización una mezcla de material residual
sulfurado y combustible o bien se alimenta por la entrada 7 el
material residual separado del combustible (entrada 6). En el caso
últimamente citado se alimenta por la entrada 6 un combustible
líquido (como, por ejemplo, gasóleo de calefacción ligero o pesado,
gasóleo residual o disolvente) o un gas combustible (como, por
ejemplo, gas natural, propano, butano u otros gases combustibles) y
por la entrada 7 se alimenta el material residual sulfurado.
La boquilla de gas de separación 4 está provista
de una entrada de aire 8 y la boquilla exterior 5 está provista de
una entrada 9 para una mezcla de oxígeno/aire, cuyo contenido de
oxígeno se puede regular entre 20,6% en volumen y 100% en volumen y
la cual puede ser calentada a una temperatura de hasta 600ºC.
Dentro de la boquilla exterior 5 de forma de
rendija anular están dispuestas un gran número de boquillas
tubulares 10 (en el ejemplo de realización son ocho boquillas
tubulares 10) que presentan una sección transversal de forma
circular. Las boquilla tubulares 10 están distribuidas uniformemente
alrededor de la boquilla de gas de separación 4. Están formadas por
tubos de material austenítico que están unidos mediante su extremo
superior alejado de la abertura de boquilla 11 con una entrada de
oxígeno 12 para la alimentación de oxígeno técnicamente puro.
Hasta la abertura de boquilla 11, el oxígeno
está separado de la mezcla precalentada de oxígeno/aire por esta
disposición de boquillas individuales. Se pueden añadir así al horno
de forma técnicamente segura e inocua cantidades de oxígeno o
cantidades de aire de cualquier magnitud.
En la vista en planta de la abertura de la
boquilla de atomización según la figura 2 se puede apreciar la
disposición coaxial de los distintos tubos (13; 14; 15) y de las
boquillas (1, 3, 5), así como la disposición de las boquillas
tubulares 10 de forma circular alrededor de la boquilla de gas de
separación 4 y de las boquillas individuales 3 alrededor de la
boquilla interior 1 en el quemador de atomización según la figura
1.
Las boquillas individuales 3 y la boquilla
interior 1 están formadas por un haz de tubos de zirconio. Las
restantes paredes de las boquillas (4; 5) consisten en acero fino
resistente en caliente, resistente al azufre y altamente aleado en
forma de dos tubos coaxiales (14; 15).
Las ventajas del quemador de atomización según
la invención con respecto al quemador de atomización conocido por el
estado de la técnica se exponen seguidamente en forma tabular:
- Optimización del tamaño de las gotas y de la
presión del atomizador en el ácido residual, para cantidades
diferentes de ácido residual, mediante una conexión y desconexión
independientes de boquillas individuales del atomizador.
- Alta duración de las boquillas individuales
del atomizador fabricadas utilizando zirconio como material debido
al gas protector introducido por la boquilla de gas de separación,
incluso en el caso de que se emplee oxígeno puro como medio del
atomizador y medio oxidante.
- Aumento de capacidad debido a la utilización
de un gas rico en oxígeno como oxidante con formación de una zona de
prerreacción de temperatura más baja, en la que se introducen juntos
oxígeno, combustible y material residual y en la que se desdobla
parcialmente el material residual, y únicamente a continuación se
alimenta éste a la zona de reacción propiamente dicha con
temperatura más alta.
Claims (7)
1. Disposición de quemador de atomización para
la atomización y combustión de un material residual sulfurado, que
comprende al menos una boquilla de material residual para la
alimentación de material residual sulfurado, que está rodeada por
una boquilla exterior para la alimentación de un medio de
atomización, estando presente como boquillas de material residual
una pluralidad de boquillas individuales (3) discretamente
conectables y desconectables que están unidas con una entrada (7)
para el material residual o una mezcla de material
residual/combustible, caracterizada porque la boquilla
exterior (5) está configurada en forma de una rendija anular en la
que está dispuesto un gran número de boquillas tubulares (10), y
porque las boquillas tubulares (10) distribuidas en la rendija
anular de la boquilla exterior (5) están unidas con un suministro de
oxígeno a través de una entrada (12).
2. Disposición de quemador de atomización según
la reivindicación 1, caracterizada porque el número de
boquillas individuales (3) es al menos 2 y a lo sumo 9.
3. Disposición de quemador de atomización según
una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizada porque está
prevista una boquilla interior central (1) para la alimentación de
combustible, alrededor de la cual están dispuestas las boquillas
individuales (3).
4. Disposición de quemador de atomización según
una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque las
boquillas individuales (3) están unidas con un dispositivo mezclador
para la producción de una mezcla de material residual y
combustible.
5. Disposición de quemador de atomización según
una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque
entre las boquillas individuales (3) y la boquilla exterior (5) está
prevista una boquilla de gas protector (4).
6. Disposición de quemador de atomización según
una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque
las boquillas individuales (3) son de zirconio.
7. Disposición de quemador de atomización según
una de las reivindicaciones 5 ó 6, caracterizada porque la
boquilla exterior (5) está configurada como una rendija anular que
rodea coaxialmente a la boquilla de gas protector (4).
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| DE102004037442B4 (de) * | 2004-08-02 | 2007-07-12 | Ae&E Inova Gmbh | Verfahren zur thermischen Behandlung von Abfall in einer thermischen Abfallbehandlungsanlage sowie thermische Abfallbehandlungsanlage |
| GB0613044D0 (en) * | 2006-06-30 | 2006-08-09 | Boc Group Plc | Gas combustion apparatus |
| JP5232407B2 (ja) * | 2007-05-25 | 2013-07-10 | 日本パイオニクス株式会社 | 排ガスの浄化装置 |
| US20090136406A1 (en) * | 2007-11-27 | 2009-05-28 | John Zink Company, L.L.C | Flameless thermal oxidation method |
| US20090317321A1 (en) * | 2008-06-18 | 2009-12-24 | James Patrick Meagher | Decomposition of spent sulfuric acid using oxygen |
| US20100119984A1 (en) * | 2008-11-10 | 2010-05-13 | Fox Allen G | Abatement system |
| DE102008058420A1 (de) * | 2008-11-21 | 2010-05-27 | Air Liquide Deutschland Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Anwärmen eines Bauteils mit einem atmosphärischen Anwärmbrenner |
| EP2703339A1 (en) * | 2012-09-04 | 2014-03-05 | Casale Chemicals S.A. | Burner for the production of synthesis gas |
| DE102014012464A1 (de) * | 2014-08-21 | 2016-02-25 | Messer Austria Gmbh | Beheizung eines Ofenraums unter Verwendung eines Mehrstoffbrenners |
| KR102417930B1 (ko) * | 2015-08-13 | 2022-07-06 | 에이에스엠 아이피 홀딩 비.브이. | 증착 장치 및 이를 포함하는 증착 시스템 |
| KR102325814B1 (ko) * | 2019-08-21 | 2021-11-11 | 씨에스케이(주) | 스크러버용 버너 |
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Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2406930A (en) * | 1942-06-12 | 1946-09-03 | Chemical Construction Corp | Sulphuric acid regeneration |
| DE1258846B (de) * | 1964-01-02 | 1968-01-18 | Bayer Ag | Verfahren zur thermischen Spaltung von Abfallschwefelsaeuren |
| DE1930496A1 (de) * | 1969-06-16 | 1971-01-07 | Messer Griesheim Gmbh | Verfahren zum Beseitigen von Abfallstoffen |
| DE2506438C3 (de) * | 1975-02-15 | 1979-04-26 | Davy Powergas Gmbh, 5000 Koeln | Verfahren zur thermischen Spaltung von Abfallschwefelsäure |
| DE3361970D1 (en) * | 1982-04-14 | 1986-03-13 | Allied Corp | Thermal decomposition of waste sulfuric acid |
| US4544350A (en) * | 1982-10-27 | 1985-10-01 | Vista Chemical Company | Burner apparatus for simultaneously incinerating liquid, dry gas and wet gas streams |
| US5123836A (en) * | 1988-07-29 | 1992-06-23 | Chiyoda Corporation | Method for the combustion treatment of toxic gas-containing waste gas |
| DE4101497A1 (de) * | 1991-01-19 | 1992-07-23 | Basf Ag | Verfahren zur thermischen aufarbeitung ammoniumsulfathaltiger rueckstaende insbesondere ammoniumsulfathaltiger abwaesser |
| US5129335A (en) | 1991-04-18 | 1992-07-14 | Union Carbide Industrial Gases Technology Corporation | Fluid waste burner system |
| GB9127096D0 (en) * | 1991-12-20 | 1992-02-19 | Ici Plc | Treatment of liquid waste material |
| US5266025A (en) * | 1992-05-27 | 1993-11-30 | Praxair Technology, Inc. | Composite lance |
| JPH10110926A (ja) * | 1996-08-14 | 1998-04-28 | Nippon Sanso Kk | 燃焼式除害装置 |
| US5954491A (en) * | 1997-04-07 | 1999-09-21 | Eastman Chemical Company | Wire lock shield face for burner nozzle |
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