WO2016070977A1 - Verfahren zum betreiben eines regenerativbrennersystems und regenerativbrennersystem - Google Patents

Verfahren zum betreiben eines regenerativbrennersystems und regenerativbrennersystem Download PDF

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Linde GmbH
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    • F23L15/00Heating of air supplied for combustion
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C9/00Combustion apparatus characterised by arrangements for returning combustion products or flue gases to the combustion chamber
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    • F23D14/00Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/46Details
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    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
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    • F23C2205/20Pulsating combustion with pulsating oxidant supply
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/34Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a regenerative burner system with a number of regenerative burners, each comprising a bidirectionally operable line section and operated alternately in a first operating mode and a second operating mode, wherein in the first operating mode, a fuel supplied with a bidirectionally operable line section Combustion support gas is burned to obtain a combustion exhaust gas in a combustion chamber, and in the second mode of operation
  • Combustion exhaust gas is discharged from the combustion chamber via the bidirectionally operable line section.
  • Regenerative burner systems may include a number of regenerative burners that operate alternately in a first and a second mode of operation. In a first number of
  • Regenerative burners operated in the first mode of operation may have a
  • Combustion are carried out in a combustion chamber.
  • fuel can be burned while supplying a combustion support gas into the combustion chamber.
  • a combustion exhaust gas may
  • each of the regenerative burners has a common supply and discharge line for the combustion support gas or the combustion exhaust gas in the form of a line section of a gas line, here as "bidirectionally operable
  • either the combustion assisting gas for combustion can be supplied to the respective regenerative burner via this bidirectionally operable line section, or Are discharged combustion exhaust gas.
  • the fuel is usually supplied via one or more separate lines.
  • a so-called rinsing phase is usually carried out at the beginning of the first operating mode.
  • a residual amount of the combustion exhaust gas which can still be operated in the respective bidirectional mode after the second operating mode
  • Line section is located, first removed from this. It can the
  • corresponding bidirectionally operable line section for example, be flushed with air.
  • the corresponding regenerative burner can usually not be used for combustion. Only when the remainder of the
  • oxygen content in the exhaust gas can be up to about 12%.
  • the regenerative burner system includes a number of regenerative burners each including a bidirectionally operable line section and operated alternately in a first mode of operation and a second mode of operation.
  • a combustion assisting gas is at least partially supplied via the bidirectionally operable line section and combusted with a fuel also supplied, for example, via one or separate lines to obtain a combustion exhaust gas in a combustion chamber.
  • the combustion exhaust gas is discharged from the combustion chamber via the bidirectionally operable duct section.
  • fuel for example, natural gas can be used.
  • air may be supplied as combustion assist gas.
  • a first number of these regenerative burners are operated in the first operating mode while at the same time a second number of these regenerative burners are operated in the second operating mode. After predetermined time intervals, a change of the operating modes is carried out in each case. After this change, the first number of regenerative burners is accordingly operated in the second operating mode, the second number in the first operating mode. Such a change of
  • the regenerative burner system has, in particular, a gas supply for supplying the combustion support gas and possibly the fuel.
  • the gas supply for example, separate lines, which typically open directly into the corresponding burner, with the fuel on the one hand and the
  • the regenerative burner system has a gas discharge for discharging the
  • the respective bidirectionally operable line sections are thus designed, in particular, as common supply and discharge lines and are furthermore connected, in particular in each case, to the gas supply and the gas removal.
  • the respective regenerative burners are supplied via the respective bidirectionally operable line section either the fuel for the combustion or the combustion exhaust gas are discharged from the combustion chamber. Upstream of the respective bidirectionally operable line sections of
  • each a suitable switching element arranged, for example, a flap or a valve.
  • corresponding switching element may also have a plurality of such valves or valves.
  • switching or driving this switching element can between the supply of the combustion support gas and the discharge of the
  • Combustion exhaust gas can be changed over the respective bidirectionally operable line section by this is optionally connected to the gas supply or the gas discharge. Thus, it is possible to switch between the first and the second operating mode of the respective regenerative burner.
  • Corresponding switching elements may also be provided in one or more lines for the fuel and synchronously with the switching elements for the
  • the bidirectionally operable line section is in particular a section of a
  • Combustion support gas such as air has a residual amount of
  • Combustion exhaust gas which is present in the respective bidirectionally operable line section after the second operating mode, and at least one
  • Regenerative burner system an additional gas supply to feed the
  • This supplemental gas is mixed with the remaining amount of the combustion exhaust gas existing in the respective bidirectionally operable duct section after the second operation mode, and therefore has an oxygen content sufficient or specifically set for combustion.
  • the additional gas is supplied in particular to a region (immediately) in front of the respective regenerative burner, ie upstream of the respective regenerative burner.
  • additional gas is at least partially supplied to the bidirectionally operable line section. As a result, the additional gas can be operated bidirectionally with the residual amount of combustion exhaust gas
  • Combustion gases themselves are used to in the respective
  • Regenerative burner to perform a combustion.
  • combustion can already be started in the respective regenerative burner as soon as the corresponding switching element in the respective gas line is actuated.
  • the oxygen-rich additional gas physical and / or chemical properties of the residual amount of the combustion exhaust gas can be changed or specifically influenced.
  • the properties of the residual amount of the combustion exhaust gas are changed by the additional gas such that the residual amount of the combustion exhaust gas is suitable for combustion, or that
  • corresponding combustion assist gas may assist combustion of the fuel.
  • the oxygen content in the combustion exhaust gas can be influenced or adjusted, which in the course of this first operating mode is generated by the respective regenerative burner in the combustion chamber.
  • this oxygen content can be kept very uniform over the entire first operating mode, without leading to peaks of the oxygen content at the beginning thereof (due to a purging with air).
  • Oxygen content should be kept as low as possible, especially at about 2%.
  • an increase in performance of the regenerative burner system can be achieved in total and the energy efficiency can be increased. Furthermore, a slight increase in a proportion of carbon dioxide in the
  • Combustion exhaust gas can be achieved during the first operating mode.
  • Oxygen-rich additional gas is thus supplied, while the bidirectionally operable line section is still flowed through with the combustion exhaust gas.
  • the oxygen-rich additional gas is fed directly or at least partially into the bidirectionally operable line section.
  • Combustion exhaust gas and the oxygen-rich additional gas can be mixed over the entire length of the bidirectionally operable line section, up to the appropriate switching element, which is arranged upstream of the bidirectionally operable line section.
  • the oxygen-rich additional gas is advantageously fed to the remainder of the combustion exhaust gas at the beginning of the first operating mode.
  • the supplemental gas is supplied only at the beginning of the first operating mode.
  • first a predetermined time interval can be waited for before the corresponding burner is fired with the mixture of combustion exhaust gas and additional gas.
  • Combustion assist gas for example, air, used when no
  • Residual amount of the combustion exhaust gas in the respective bidirectionally operable line section longer exists.
  • the oxygen-rich additive gas is supplied at the beginning of the first operation mode, the supply of the additional gas is stopped, especially at this time.
  • the fuel is then, for example, with pure air, which is supplied as combustion support gas via the bidirectionally operable line section, by the corresponding
  • Regenerative burner is normally fired according to the first mode of operation.
  • pure oxygen oxygen-enriched air or so-called “pure oxygen” is preferably selected from a
  • pure oxygen is understood as meaning oxygen having a purity of preferably at least 90% or 99%, more preferably of at least 99.5%, further preferably with a maximum impurity of 1 ppm
  • the residual amount of combustion exhaust gas can thus be enriched for combustion by the respective regenerative burner.
  • an oxygen content of the combustion support gas is adjusted to a predetermined value by the oxygen-rich additional gas. Through this oxygen content, the combustion of the remaining amount of
  • Combustion exhaust gas affects or be adjusted. Furthermore, the oxygen content in the combustion exhaust gas can thus also be influenced or adjusted. which is generated in the course of combustion by the respective regenerative burner in the combustion chamber. Preferably, the oxygen content of the combustion exhaust gas
  • Combustion assist gas adjusted to a value between 15% and 25%, more preferably in particular to a value between 20% and 22%, preferably to a value of substantially 20.9%.
  • Heat storage elements or regenerator arranged, for example, regenerator balls may for example be made of aluminum oxide (Al 2 0 3 ) or silicon carbide (SiC).
  • Al 2 0 3 aluminum oxide
  • SiC silicon carbide
  • Heat storage elements can be performed in the regenerative burner system combustion with energy recovery.
  • the heat storage elements are preferably heated by the exhaust gas exhausted or by the thermal energy of the combustion exhaust gas. This is preferred
  • the invention further relates to a regenerative burner system with a number of regenerative burners.
  • FIG. 1 shows a preferred embodiment of a device according to the invention
  • Regenerative burner system shown schematically and designated 100.
  • the regenerative burner system has two regenerative burners 110 and 120, which are arranged on a combustion chamber 101.
  • the regenerative burners 110 and 120 are connected to a gas line 111 and 121, respectively.
  • each heat storage elements 1 14 and 124 are arranged in the respective gas line 11 1 and 121, for example, regenerator balls of alumina (Al 2 0 3 ).
  • gas lines 111 and 121 each one designed here as a flap switching element 1 12 and 122 respectively.
  • Regenerative burner 110 or 120 is designed as a bidirectionally operable line section 113 or 123 of the respective gas line 1 1 1 or 121.
  • the gas lines 111 and 121 are connected to a gas supply 130 and a gas discharge 140, respectively.
  • a first operating mode for example, air as
  • Combustion support gas 131 is supplied via the respective gas line 111 and 121, respectively.
  • natural gas is supplied as fuel 132 to the respective regenerative burner 110 or 120 via a separate fuel line or a separate fuel lance 170 or 180 in the first operating mode.
  • combustion of the mixture of natural gas 132 and, for example, air 131 in the combustion chamber 101 is performed by the respective regenerative burner 110 or 120.
  • a combustion exhaust gas 141 results in the combustion chamber 101.
  • This combustion exhaust gas 141 is discharged in the course of a second operating mode by the gas discharge 140 via the respective gas line 1 11 and 121 and thus also the bidirectionally operable line sections 113 and 123 from the combustion chamber 101 when the flap 1 12 or 122 in a second Position is switched.
  • the regenerative burner 110 is shown in the first operating mode and the regenerative burner 120 in the second operating mode.
  • the regenerative burner system 100 further includes an auxiliary gas supply 160.
  • This additional gas supply 160 comprises two oxygen lances 161 and 162, respectively, which are arranged on the bidirectionally operable line sections 113 and 123, respectively.
  • an oxygen-rich additional gas can be fed into the respective bidirectionally operable line section 113 and 123, respectively.
  • pure oxygen with a purity of at least 99.5% is fed in as such oxygen-rich additional gas.
  • corresponding oxygen lances can also be introduced into the combustion chamber 101, but in
  • the regenerative burner system 100 furthermore has a control unit 150, which is set up to carry out a preferred embodiment of a method according to the invention.
  • This preferred embodiment is shown schematically in Figure 2 as a block diagram.
  • a step 201 the regenerative burner 110 is operated in the first operating mode and the regenerative burner 120 in the second operating mode, as shown in FIG.
  • Regenerative burner 120 through the additional gas supply 160 via the oxygen lance 162 pure oxygen or another oxygen-rich gas, hereafter briefly
  • Combustion exhaust gas 141 and the supplied oxygen before.
  • This residual amount of the combustion exhaust gas 141 and the injected oxygen are supplied to the regenerative burner 120 at the step 203 at the beginning of the first operation mode of the regenerative burner 120 through the bidirectionally operable line portion 123 of the gas conduit 121.
  • This supplied oxygen and the residual amount of the combustion exhaust gas 141 are referred to as
  • Combustion assist gas used and burned by the regenerative burner 120 at the beginning of the first mode of operation By the supplied oxygen, an oxygen content of this combustion assist gas is set to a predetermined value, for example, 20.9%.
  • step 204 there is no remaining amount of the combustion exhaust gas 141 in the bidirectionally operable line section 123 of the gas pipe 121.
  • step 204 in the further course of the first operating mode, natural gas 132 and air 131 are burned by the regenerative burner 120.
  • step 205 oxygen is initially fed into the bidirectionally operable line section 113 at the end of the second operating mode of the regenerative burner 110 by the additional gas feed 160 via the oxygen lance 161. Subsequently, the flap 1 12 is switched back to the first position, the flap 122 back to the second position and the oxygen lance 161 no more oxygen is fed. The regenerative burner 110 is now back in the first
  • step 206 After this switching is in step 206 at the beginning of the first operating mode of the regenerative burner 110 now in the bidirectionally operable line section 1 13th the gas line 111 before a residual amount of the combustion exhaust gas 141 and the supplied oxygen.
  • This residual amount of the combustion exhaust gas 141 and the oxygen are supplied in step 206 at the beginning of the first operating mode of the regenerative burner 110 through the bidirectionally operable line section 1 13 of the gas line 1 11 in the direction of the regenerative burner 110.
  • This supplied oxygen and the residual amount of the combustion exhaust gas 141 are used as the combustion assist gas and burned by the regenerative burner 110 at the beginning of the first operation mode. Also in this case, an oxygen content of this combustion assist gas is adjusted to 20.9% by the supplied oxygen.
  • step 101 is performed again, and in the course of the first operating mode, natural gas 132 and air 131 are burned by the regenerative burner 110.

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Air Supply (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Regenerativbrennersystems (100) mit einer Anzahl von Regenerativbrennern (110, 120), die jeweils einen bidirektional betreibbaren Leitungsabschnitt (113, 123) umfassen und abwechselnd in einem ersten Betriebsmodus und einem zweiten Betriebsmodus betrieben werden, wobei in dem ersten Betriebsmodus ein Brennstoff (132) mit einem zumindest teilweise über den bidirektional betreibbaren Leitungsabschnitt (113, 123) zugeführten Verbrennungsunterstützungsgas (131) unter Erhalt eines Verbrennungsabgases (141) in einer Brennkammer (101) verbrannt wird, und in dem zweiten Betriebsmodus das Verbrennungsabgas (141) über den bidirektional betreibbaren Leitungsabschnitt (113, 123) aus der Brennkammer (101) ausgeleitet wird, wobei zu Beginn des ersten Betriebsmodus als Verbrennungsunterstützungsgas eine Restmenge des Verbrennungsabgases (141), die nach dem zweiten Betriebsmodus in dem jeweiligen den bidirektional betreibbaren Leitungsabschnitt (113, 123) vorliegt, und zumindest ein sauerstoffreiches Zusatzgas verwendet wird.

Description

Beschreibung
Verfahren zum Betreiben eines Reqenerativbrennersvstems und
Regenerativbrennersvstem
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Regenerativbrennersystems mit einer Anzahl von Regenerativbrennern, die jeweils einen bidirektional betreibbaren Leitungsabschnitt umfassen und abwechselnd in einem ersten Betriebsmodus und einem zweiten Betriebsmodus betrieben werden, wobei in dem ersten Betriebsmodus ein Brennstoff mit einem über den bidirektional betreibbaren Leitungsabschnitt zugeführten Verbrennungsunterstützungsgas unter Erhalt eines Verbrennungsabgases in einer Brennkammer verbrannt wird, und in dem zweiten Betriebsmodus das
Verbrennungsabgas über den bidirektional betreibbaren Leitungsabschnitt aus der Brennkammer ausgeleitet wird.
Stand der Technik
In Regenerativbrennersystemen kann eine Verbrennung mit einer
Energierückgewinnung durchgeführt werden. Regenerativbrennersysteme können eine Anzahl von Regenerativbrennern aufweisen, die abwechselnd in einem ersten und einem zweiten Betriebsmodus betrieben werden. In einer ersten Anzahl von
Regenerativbrennern, die in dem ersten Betriebsmodus betrieben wird, kann eine
Verbrennung in einer Brennkammer durchgeführt werden. Dabei kann Brennstoff unter Zufuhr eines Verbrennungsunterstützungsgases in die Brennkammer verbrannt werden. Gleichzeitig kann in einer zweiten Anzahl von Regenerativbrennern, die in dem zweiten Betriebsmodus betrieben wird, ein Verbrennungsabgas dieser
Verbrennung aus der Brennkammer ausgeleitet werden.
Zumeist weist jeder der Regenerativbrenner eine gemeinsame Zu- und Abfuhrleitung für das Verbrennungsunterstützungsgas bzw. das Verbrennungsabgas in Form eines Leitungsabschnitts einer Gasleitung, hier als "bidirektional betreibbarer
Leitungsabschnitt" bezeichnet, auf. Je nach Betriebsmodus kann dem jeweiligen Regenerativbrennern über diesen bidirektional betreibbaren Leitungsabschnitt also entweder das Verbrennungsunterstützungsgas für die Verbrennung zugeführt oder das Verbrennungsabgas ausgeleitet werden. Der Brennstoff wird in der Regel über eine oder mehrere separate Leitungen zugeführt.
Nach einem Wechsel von dem zweiten in den ersten Betriebsmodus wird zu Beginn des ersten Betriebsmodus zumeist eine sogenannte Spülphase durchgeführt. Im Zuge dieser Spülphase wird eine Restmenge des Verbrennungsabgases, welche sich nach dem zweiten Betriebsmodus noch in dem jeweiligen bidirektional betreibbaren
Leitungsabschnitt befindet, zunächst aus diesem entfernt. Dabei kann der
entsprechende bidirektional betreibbare Leitungsabschnitt beispielsweise mit Luft durchgespült werden.
Während dieser Spülphase kann der entsprechende Regenerativbrenner zumeist nicht für die Verbrennung genutzt werden. Erst wenn die Restmenge des
Verbrennungsabgases vollständig aus dem bidirektional betreibbaren
Leitungsabschnitt entfernt wurde, wird wieder Verbrennungsunterstützungsgas über den bidirektional betreibbaren Leitungsabschnitt zugeführt und der entsprechende Regenerativbrenner wird befeuert. Dies ist zeitaufwendig und führt zu Inhomogenitäten in der Wärmeleistung eines entsprechenden Regenerativbrennersystems. Des Weiteren kann sich durch das Spülen des bidirektional betreibbaren
Leitungsabschnitts mit Luft ein unerwünscht hoher Sauerstoffanteil in dem
Verbrennungsabgas im Zuge der anschließenden Verbrennung ergeben. Vor dem Wechsel der Betriebsmodi kann zwar ein bestmöglicher Sauerstoffanteil in dem Abgas von ca. 2% eingestellt werden. Unmittelbar nach der Spülphase kann der
Sauerstoffanteil in dem Abgas jedoch bis zu ca. 12% betragen.
Es ist daher wünschenswert, eine verbesserte Möglichkeit zum Betreiben eines Regenerativbrennersystems bereitzustellen. Offenbarung der Erfindung
Erfindungsgemäß werden ein Verfahren zum Betreiben eines
Regenerativbrennersystems sowie ein entsprechendes Regenerativbrennersystem mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
Das Regenerativbrennersystem umfasst eine Anzahl von Regenerativbrennern, die jeweils einen bidirektional betreibbaren Leitungsabschnitt umfassen und abwechselnd in einem ersten Betriebsmodus und einem zweiten Betriebsmodus betrieben werden. In dem ersten Betriebsmodus wird ein Verbrennungsunterstützungsgas zumindest teilweise über den bidirektional betreibbaren Leitungsabschnitt zugeführt und mit einem ebenfalls, beispielsweise über eine oder separate Leitungen zugeführten, Brennstoff unter Erhalt eines Verbrennungsabgases in einer Brennkammer verbrannt. In dem zweiten Betriebsmodus wird das Verbrennungsabgas über den bidirektional betreibbaren Leitungsabschnitt aus der Brennkammer ausgeleitet. Als Brennstoff kann beispielsweise Erdgas verwendet werden. Als Verbrennungsunterstützungsgas kann beispielsweise Luft zugeführt werden.
Eine erste Anzahl dieser Regenerativbrenner wird in dem ersten Betriebsmodus betrieben, während gleichzeitig eine zweite Anzahl dieser Regenerativbrenner in dem zweiten Betriebsmodus betrieben wird. Nach vorgegebenen Zeitintervallen wird jeweils ein Wechsel der Betriebsmodi durchgeführt. Nach diesem Wechsel wird die erste Anzahl der Regenerativbrenner demgemäß in dem zweiten Betriebsmodus betrieben, die zweite Anzahl in dem ersten Betriebsmodus. Ein derartiger Wechsel der
Betriebsmodi wird insbesondere jeweils nach konstanten Zeitintervallen durchgeführt, beispielsweise jeweils nach einem Zeitintervall zwischen 30 s und 120 s. Das Regenerativbrennersystem weist insbesondere eine Gaszufuhr zur Zufuhr des Verbrennungsunterstützungsgases und ggf. des Brennstoffs auf. Die Gaszufuhr kann beispielsweise separate Leitungen, die typischerweise direkt in dem entsprechenden Brenner münden, mit dem Brennstoff einerseits und dem
Verbrennungsunterstützungsgas andererseits beaufschlagen. Weiter insbesondere weist das Regenerativbrennersystem eine Gasabfuhr zum Ausleiten des
Verbrennungsabgases über den bidirektional betreibbaren Leitungsabschnitt auf.
Die jeweiligen bidirektional betreibbaren Leitungsabschnitte sind damit insbesondere als gemeinsame Zu- und Abfuhrleitungen ausgebildet und sind weiter insbesondere jeweils mit der Gaszufuhr und der Gasabfuhr verbunden. Je nach Betriebsmodus kann den jeweiligen Regenerativbrennern über den jeweiligen bidirektional betreibbaren Leitungsabschnitt entweder der Brennstoff für die Verbrennung zugeführt oder das Verbrennungsabgas aus der Brennkammer ausgeleitet werden. Stromauf der jeweiligen bidirektional betreibbaren Leitungsabschnitte der
unterschiedlichen Regenerativbrenner ist insbesondere jeweils ein zweckmäßiges Schaltelement angeordnet, beispielsweise eine Klappe oder ein Ventil. Ein
entsprechendes Schaltelement kann auch mehrere solcher Klappen bzw. Ventile aufweisen. Durch zweckmäßiges, d.h. insbesondere mit den erwähnten Betriebsmodi synchronisiertes, Schalten bzw. Ansteuern dieses Schaltelements kann zwischen der Zufuhr des Verbrennungsunterstützungsgases und der Abfuhr des
Verbrennungsabgases über den jeweiligen bidirektional betreibbaren Leitungsabschnitt gewechselt werden, indem dieser wahlweise mit der Gaszufuhr oder der Gasabfuhr verbunden wird. Somit kann zwischen dem ersten und dem zweiten Betriebsmodus des jeweiligen Regenerativbrenners gewechselt werden.
Entsprechende Schaltelemente können auch in einer oder mehreren Leitungen für den Brennstoff vorgesehen sein und synchron mit den Schaltelementen für das
Verbrennungsunterstützungsgas bzw. das Verbrennungsabgas betrieben werden. Der bidirektional betreibbare Leitungsabschnitt ist insbesondere ein Abschnitt einer
Gasleitung zwischen diesem Schaltelement und dem jeweiligen Regenerativbrenner selbst bzw. dessen terminalem Ende.
Erfindungsgemäß wird zu Beginn des ersten Betriebsmodus als
Verbrennungsunterstützungsgas anstelle eines separat zugeführten
Verbrennungsunterstützungsgases wie Luft eine Restmenge des
Verbrennungsabgases, die nach dem zweiten Betriebsmodus in dem jeweiligen bidirektional betreibbaren Leitungsabschnitt vorliegt, und zumindest ein
sauerstoffreiches Zusatzgas verwendet. Zu diesem Zweck weist das
Regenerativbrennersystem eine Zusatzgaszufuhr zum Zuspeisen des
sauerstoffreichen Zusatzgases auf. Dieses Zusatzgas wird mit der Restmenge des Verbrennungsabgases, die nach dem zweiten Betriebsmodus in dem jeweiligen bidirektional betreibbaren Leitungsabschnitt vorliegt, gemischt, und weist daher einen für die Verbrennung ausreichenden oder spezifisch eingestellten Sauerstoffgehalt auf. Das Zusatzgas wird insbesondere einem Bereich (unmittelbar) vor dem jeweiligen Regenerativbrenner, d.h. stromauf des jeweiligen Regenerativbrenners, zugeführt. Weiter insbesondere wird Zusatzgas zumindest teilweise in den bidirektional betreibbaren Leitungsabschnitt zugeführt. Dadurch kann sich das Zusatzgas mit der Restmenge des Verbrennungsabgases in dem bidirektional betreibbaren
Leitungsabschnitt vermischen. Eine Zufuhr ist jedoch auch stromab eines
entsprechenden Regenerativbrenners, d.h. in der Brennkammer, aber in unmittelbarer Nähe des Brenners, möglich. Vorteile der Erfindung
Durch die Erfindung ist es nicht mehr notwendig, zu Beginn des ersten Betriebsmodus eine Spülphase durchzuführen. Die Erfindung ermöglicht es, auch und unmittelbar zu Beginn des ersten Betriebsmodus eine Verbrennung in dem jeweiligen
Regenerativbrenner durchzuführen. Es muss somit nicht gewartet werden, bis die
Restmenge des Verbrennungsabgases vollständig aus dem bidirektional betreibbaren Leitungsabschnitt entfernt ist, um mit dem jeweiligen Regenerativbrenner eine
Verbrennung durchzuführen. Stattdessen kann die Restmenge des
Verbrennungsabgases selbst genutzt werden, um in dem jeweiligen
Regenerativbrenner eine Verbrennung durchzuführen. Insbesondere kann in dem jeweiligen Regenerativbrenner bereits mit der Verbrennung begonnen werden, sobald das entsprechende Schaltelement in der jeweiligen Gasleitung angesteuert wird.
Hierdurch ergibt sich eine besonders homogene Wärmeleistung. Durch das sauerstoffreiche Zusatzgas können physikalische und/oder chemische Eigenschaften der Restmenge des Verbrennungsabgases verändert bzw. gezielt beeinflusst werden. Insbesondere werden die Eigenschaften der Restmenge des Verbrennungsabgases durch das Zusatzgas derart verändert, dass die Restmenge des Verbrennungsabgases für eine Verbrennung geeignet ist, bzw. dass das
entsprechende Verbrennungsunterstützungsgas eine Verbrennung des Brennstoffs unterstützen kann.
Durch die Verbrennung mit der Restmenge des Verbrennungsabgases und des Zusatzgases kann insbesondere der Sauerstoffanteil in dem Verbrennungsabgas beeinflusst bzw. eingestellt werden, welches im Zuge dieses ersten Betriebsmodus durch den jeweiligen Regenerativbrenner in der Brennkammer erzeugt wird. Dieser Sauerstoffanteil kann insbesondere über den gesamten ersten Betriebsmodus höchst gleichmäßig gehalten werden, ohne dass es zu Spitzen des Sauerstoffanteils zu dessen Beginn (aufgrund einer Spülung mit Luft) kommt. Weiterhin kann der
Sauerstoffanteil möglichst gering gehalten werden, insbesondere bei ca. 2%.
Durch die Erfindung kann eine Leistungssteigerung des Regenerativbrennersystems insgesamt erreicht werden und die Energieeffizienz kann erhöht werden. Weiterhin kann eine geringfügige Erhöhung eines Anteils von Kohlendioxid in dem
Verbrennungsabgas während des ersten Betriebsmodus erreicht werden.
Vorteilhafterweise wird das sauerstoffreiche Zusatzgas am Ende des zweiten
Betriebsmodus der Restmenge des Verbrennungsabgases zugespeist. Das
sauerstoffreiche Zusatzgas wird somit zugespeist, während der bidirektional betreibbare Leitungsabschnitt noch mit dem Verbrennungsabgas durchströmt wird. Insbesondere wird das sauerstoffreiche Zusatzgas dabei direkt oder zumindest teilweise in den bidirektional betreibbaren Leitungsabschnitt zugeführt. Das
Verbrennungsabgas und das sauerstoffreiche Zusatzgas können sich dabei über die gesamte Länge des bidirektional betreibbaren Leitungsabschnitts vermischen, bis zu dem zweckmäßigen Schaltelement, das stromauf des bidirektional betreibbaren Leitungsabschnitts angeordnet ist.
Beim Umschalten zwischen dem zweiten und dem ersten Betriebsmodus, bei dem das Schaltelement entsprechend umgeschaltet wird, kommt der Volumenfluss aus
Verbrennungsabgas und sauerstoffreichem Zusatzgas zum Stillstand. Dadurch werden Verbrennungsabgas und sauerstoffreiches Zusatzgas nochmals miteinander vermischt. Zu Beginn des anschließenden ersten Betriebsmodus vermischen sich
Verbrennungsabgas und sauerstoffreiches Zusatzgas nochmals in dem bidirektional betreibbaren Leitungsabschnitt zwischen Schaltelement und Brenner. Auf diese Weise kann eine homogene, bestmögliche Mischung des Verbrennungsabgases und des sauerstoffreichen Zusatzgases erreicht werden.
Alternativ oder zusätzlich wird das sauerstoffreiche Zusatzgas vorteilhafterweise zu Beginn des ersten Betriebsmodus der Restmenge des Verbrennungsabgases zugespeist. Wenn das Zusatzgas nur zu Beginn des ersten Betriebsmodus zugespeist wird, kann insbesondere zunächst ein vorbestimmtes Zeitintervall abgewartet werden, bevor der entsprechende Brenner mit dem Gemisch aus Verbrennungsabgas und Zusatzgas befeuert wird. Somit kann insbesondere gewährleistet werden, dass sich das Verbrennungsabgas und das sauerstoffreiche Zusatzgas homogen und bestmöglich mischen.
Vorzugsweise wird im weiteren Verlauf des ersten Betriebsmodus als
Verbrennungsunterstützungsgas wieder das extern zugeführte
Verbrennungsunterstützungsgas, beispielsweise Luft, verwendet, wenn keine
Restmenge des Verbrennungsabgases in dem jeweiligen bidirektional betreibbaren Leitungsabschnitt mehr vorliegt. Wenn das sauerstoffreiche Zusatzgas zu Beginn des ersten Betriebsmodus zugespeist wird, wird die Einspeisung des Zusatzgases insbesondere zu diesem Zeitpunkt beendet. Der Brennstoff wird dann beispielsweise mit reiner Luft, die als Verbrennungsunterstützungsgas über den bidirektional betreibbaren Leitungsabschnitt zugeführt wird, durch den entsprechenden
Regenerativbrenner in der Brennkammer verbrannt. Der entsprechende
Regenerativbrenner wird regulär gemäß dem ersten Betriebsmodus befeuert.
Vorzugsweise wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung reiner Sauerstoff, sauerstoffangereicherte Luft oder sogenannter "Unreinsauerstoff' aus einer
Luftzerlegungsanlage als Zusatzgas zugespeist. Unter "reinem Sauerstoff' wird in diesem Zusammenhang Sauerstoff mit einer Reinheit von bevorzugt mindestens 90% oder 99%, weiter bevorzugt von mindestens 99,5%, weiter bevorzugt mit einer maximalen Verunreinigung von 1 ppm verstanden. Sauerstoffangereicherte Luft oder Unreinsauerstoff weist beispielsweise einen Sauerstoffgehalt von 50% bis 90% auf. Die Restmenge des Verbrennungsabgases kann somit für die Verbrennung durch den jeweiligen Regenerativbrenner angereichert werden. Bevorzugt wird das Zusatzgas über eine Sauerstofflanze zugeführt. Die Zusatzgaszufuhr umfasst zu diesem Zweck vorzugsweise wenigstens eine Sauerstofflanze.
Vorteilhafterweise wird durch das sauerstoffreiche Zusatzgas ein Sauerstoffanteil des Verbrennungsunterstützungsgases auf einen vorgegebenen Wert eingestellt. Durch diesen Sauerstoffanteil kann die Verbrennung der Restmenge des
Verbrennungsabgases beeinfiusst bzw. eingestellt werden. Weiterhin kann somit auch der Sauerstoffanteil in dem Verbrennungsabgas beeinfiusst bzw. eingestellt werden, welches im Zuge der Verbrennung durch den jeweiligen Regenerativbrenner in der Brennkammer erzeugt wird. Vorzugsweise wird der Sauerstoffanteil des
Verbrennungsunterstützungsgases auf einen Wert zwischen 15% und 25% eingestellt, weiter vorzugsweise insbesondere auf einen Wert zwischen 20% und 22%, bevorzugt auf einen Wert von im Wesentlichen 20,9%.
Vorzugsweise sind in dem bidirektional betreibbaren Leitungsabschnitt
Wärmespeicherelemente bzw. Regeneratorelemente angeordnet, beispielsweise Regeneratorkugeln. Derartige Wärmespeicherelemente können beispielsweise aus Aluminiumoxid (Al203) oder Siliciumcarbid (SiC) gefertigt sein. Durch derartige
Wärmespeicherelemente kann in dem Regenerativbrennersystem eine Verbrennung mit Energierückgewinnung durchgeführt werden.
Wird in dem zweiten Betriebsmodus Verbrennungsabgas über den bidirektional betreibbaren Leitungsabschnitt ausgeleitet, werden die Wärmespeicherelemente vorzugsweise durch das ausgeleitete Verbrennungsabgas bzw. durch die thermische Energie des Verbrennungsabgases aufgeheizt. Bevorzugt wird das
Verbrennungsunterstützungsgas in dem ersten Betriebsmodus durch diese
aufgeheizten Wärmespeicherelemente in dem bidirektional betreibbaren
Leitungsabschnitt aufgeheizt. Die aufgeheizten Wärmespeicherelemente geben thermische Energie an das Verbrennungsunterstützungsgas ab. Somit kann das Verbrennungsunterstützungsgas für die Verbrennung vorgeheizt werden.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Regenerativbrennersystem mit einer Anzahl von Regenerativbrennern. Ausgestaltungen dieses erfindungsgemäßen
Regenerativbrenners ergeben sich aus der obigen Beschreibung des
erfindungsgemäßen Verfahrens in analoger Art und Weise.
Figurenbeschreibung
Die Erfindung und ihre Vorteile werden nun anhand der beigefügten Zeichnung weiter erläutert. In dieser zeigt schematisch eine bevorzugte Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Regenerativbrennersystems und Figur 2 schematisch eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens als ein Blockdiagramm. In Figur 1 ist eine bevorzugte Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen
Regenerativbrennersystems schematisch dargestellt und mit 100 bezeichnet.
Das Regenerativbrennersystem weist zwei Regenerativbrenner 1 10 und 120 auf, die an einer Brennkammer 101 angeordnet sind. Die Regenerativbrenner 110 und 120 sind jeweils mit einer Gasleitung 111 bzw. 121 verbunden.
Vör den Regenerativbrennern 1 10 und 120 sind in der jeweiligen Gasleitung 11 1 bzw. 121 jeweils Wärmespeicherelemente 1 14 bzw. 124 angeordnet, beispielsweise Regeneratorkugeln aus Aluminiumoxid (Al203).
In den Gasleitungen 111 und 121 ist jeweils ein hier als eine Klappe ausgebildetes Schaltelement 1 12 bzw. 122 angeordnet. Ein Abschnitt der jeweiligen Gasleitung 1 11 bzw. 121 zwischen der jeweiligen Klappe 112 bzw. 122 und dem jeweiligen
Regenerativbrenner 110 bzw. 120 ist als bidirektional betreibbarer Leitungsabschnitt 113 bzw. 123 der jeweiligen Gasleitung 1 1 1 bzw. 121 ausgebildet.
Die Gasleitungen 111 und 121 sind jeweils an eine Gaszufuhr 130 und eine Gasabfuhr 140 angeschlossen. Wenn die jeweilige Klappe 112 bzw. 122 in eine erste Stellung geschaltet wird, wird dem jeweiligen Regenerativbrenner 110 bzw. 120 durch die Gaszufuhr 130 im Zuge eines ersten Betriebsmodus beispielsweise Luft als
Verbrennungsunterstützungsgas 131 über die jeweilige Gasleitung 111 bzw. 121 zugeführt. Zudem wird dem jeweiligen Regenerativbrenner 110 bzw. 120 über eine separate Brennstoffleitung oder eine separate Brennstofflanze 170 bzw. 180 in dem ersten Betriebsmodus Erdgas als Brennstoff 132 zugeführt.
In dem ersten Betriebsmodus wird von dem jeweiligen Regenerativbrenner 110 bzw. 120 eine Verbrennung des Gemischs aus Erdgas 132 und beispielsweise Luft 131 in der Brennkammer 101 durchgeführt. In der Brennkammer 101 entsteht dabei ein Verbrennungsabgas 141. Dieses Verbrennungsabgas 141 wird im Zuge eines zweiten Betriebsmodus durch die Gasabfuhr 140 über die jeweilige Gasleitung 1 11 bzw. 121 und damit auch die bidirektional betreibbaren Leitungsabschnitte 113 bzw. 123 aus der Brennkammer 101 ausgeleitet, wenn die Klappe 1 12 bzw. 122 in eine zweite Stellung geschaltet wird.
In Figur 1 ist der Regenerativbrenner 110 in dem ersten Betriebsmodus dargestellt und der Regenerativbrenner 120 in dem zweiten Betriebsmodus.
Das Regenerativbrennersystem 100 weist weiterhin eine Zusatzgaszufuhr 160 auf. Diese Zusatzgaszufuhr 160 umfasst zwei Sauerstofflanzen 161 bzw. 162, die an den bidirektional betreibbaren Leitungsabschnitten 113 bzw. 123 angeordnet sind. Über diese Sauerstofflanzen 161 bzw. 162 kann in den jeweiligen bidirektional betreibbaren Leitungsabschnitt 113 bzw. 123 jeweils ein sauerstoffreiches Zusatzgas zugespeist werden. Insbesondere wird dabei reiner Sauerstoff mit einer Reinheit von mindestens 99,5% als derartiges sauerstoffreiches Zusatzgas zugespeist. Wie erwähnt, können entsprechende Sauerstofflanzen auch in die Brennkammer 101 , jedoch in
unmittelbarer Nähe der Regenerativbrenner 110 bzw. 120, münden.
Das Regenerativbrennersystem 100 weist weiterhin eine Steuereinheit 150 auf, die dazu eingerichtet ist, eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Diese bevorzugte Ausführungsform ist in Figur 2 schematisch als ein Blockdiagramm dargestellt.
In einem Schritt 201 wird der Regenerativbrenner 110 in dem ersten Betriebsmodus betrieben und der Regenerativbrenner 120 in dem zweiten Betriebsmodus, wie es in Figur 1 dargestellt ist.
In einem Schritt 202 wird am Ende des zweiten Betriebsmodus des
Regenerativbrenners 120 durch die Zusatzgaszufuhr 160 über die Sauerstofflanze 162 reiner Sauerstoff oder ein anderes sauerstoffreiches Gas, nachfolgend kurz
"Sauerstoff', in den bidirektional betreibbaren Leitungsabschnitt 123 zugespeist.
Anschließend wird ein Wechsel der Betriebsmodi durchgeführt. Die Einspeisung des Sauerstoffs wird beendet, der Regenerativbrenner 110 wird jetzt in dem zweiten Betriebsmodus betrieben und der Regenerativbrenner 120 in dem ersten
Betriebsmodus. Zu diesem Zweck wird die Klappe 112 von der ersten in die zweite Stellung geschaltet und die Klappe 122 von der zweiten Stellung in die erste. In dem bidirektional betreibbaren Leitungsabschnitt 123 der Gasleitung 121 liegt nach
Umschalten der Stellung der Klappe 122 noch eine Restmenge des
Verbrennungsabgases 141 und der eingespeiste Sauerstoff vor.
Diese Restmenge des Verbrennungsabgases 141 und der eingespeiste Sauerstoff werden in Schritt 203 zu Beginn des ersten Betriebsmodus des Regenerativbrenners 120 durch den bidirektional betreibbaren Leitungsabschnitt 123 der Gasleitung 121 in Richtung des Regenerativbrenners 120 zugeführt. Dieser zugespeiste Sauerstoff und die Restmenge des Verbrennungsabgases 141 werden als
Verbrennungsunterstützungsgas verwendet und zu Beginn des ersten Betriebsmodus von dem Regenerativbrenner 120 verbrannt. Durch den zugespeisten Sauerstoff wird ein Sauerstoffanteil dieses Verbrennungsunterstützungsgases auf einen vorgegebenen Wert eingestellt, beispielsweise auf 20,9%.
In einem Schritt 204 liegt keine Restmenge des Verbrennungsabgases 141 in dem bidirektional betreibbaren Leitungsabschnitt 123 der Gasleitung 121 mehr vor. In Schritt 204 werden im weiteren Verlauf des ersten Betriebsmodus Erdgas 132 und Luft 131 von dem Regenerativbrenner 120 verbrannt.
Nach einem vorgegebenen Zeitintervall von beispielsweise 30 s nach dem Wechsel der Betriebsmodi gemäß Schritt 202 wird in Schritt 205 erneut ein Wechsel der Betriebsmodi durchgeführt. Vor diesem Wechsel wird in Schritt 205 zunächst am Ende des zweiten Betriebsmodus des Regenerativbrenners 110 durch die Zusatzgaszufuhr 160 über die Sauerstofflanze 161 Sauerstoff in den bidirektional betreibbaren Leitungsabschnitt 113 zugespeist. Anschließend wird die Klappe 1 12 wieder in die erste Stellung geschaltet, die Klappe 122 wieder in die zweite Stellung und über die Sauerstofflanze 161 wird kein Sauerstoff mehr zugespeist. Der Regenerativbrenner 110 wird jetzt wieder in dem ersten
Betriebsmodus betrieben und der Regenerativbrenner 120 wieder in dem zweiten Betriebsmodus.
Nach diesem Umschalten liegt in Schritt 206 zu Beginn des ersten Betriebsmodus des Regenerativbrenners 110 nun in dem bidirektional betreibbaren Leitungsabschnitt 1 13 der Gasleitung 111 eine Restmenge des Verbrennungsabgases 141 und der eingespeiste Sauerstoff vor.
Diese Restmenge des Verbrennungsabgases 141 und der Sauerstoff werden in Schritt 206 zu Beginn des ersten Betriebsmodus des Regenerativbrenners 110 durch den bidirektional betreibbaren Leitungsabschnitt 1 13 der Gasleitung 1 11 in Richtung des Regenerativbrenners 110 zugeführt. Dieser zugespeiste Sauerstoff und die Restmenge des Verbrennungsabgases 141 werden als Verbrennungsunterstützungsgas verwendet und zu Beginn des ersten Betriebsmodus von dem Regenerativbrenner 1 10 verbrannt. Auch in diesem Fall wird durch den zugespeisten Sauerstoff ein Sauerstoffanteil dieses Verbrennungsunterstützungsgases auf 20,9% eingestellt.
Sobald keine Restmenge des Verbrennungsabgases 141 in dem bidirektional betreibbaren Leitungsabschnitt 1 13 der Gasleitung 111 mehr vorliegt, wird erneut Schritt 101 durchgeführt und im weiteren Verlauf des ersten Betriebsmodus werden Erdgas 132 und Luft 131 von dem Regenerativbrenner 1 10 verbrannt.
Nach dem vorgegebenen Zeitintervall von 30 s nach dem Wechsel der Betriebsmodi gemäß Schritt 205 wird erneut der Wechsel der Betriebsmodi gemäß Schritt 202 durchgeführt.
Bezuqszeichenliste
100 Regenerativbrennersystem
101 Brennkammer
110 Regenerativbrenner
111 Gasleitung
1 12 Klappe, Schaltelement
1 13 bidirektional betreibbarer Leitungsabschnitt
1 14 Wärmespeicherelemente
120 Regenerativbrenner
121 Gasleitung
122 Klappe, Schaltelement
123 bidirektional betreibbarer Leitungsabschnitt
124 Wärmespeicherelemente
130 Gaszufuhr
131 Luft, Verbrennungsunterstützungsgas
132 Erdgas, Brennstoff
140 Gasabfuhr
141 Verbrennungsabgas
150 Recheneinheit
160 Zusatzgaszufuhr
161 Sauerstofflanze
162 Sauerstofflanze
170 Brennstoffleitung, Brennstofflanze
180 Brennstoffleitung, Brennstofflanze
201 Verfahrensschritt
202 Verfahrensschritt
203 Verfahrensschritt
204 Verfahrensschritt
205 Verfahrensschritt
206 Verfahrensschritt

Claims

Patentansprüche
Verfahren zum Betreiben eines Regenerativbrennersystems (100) mit einer Anzahl von Regenerativbrennern (1 10, 120), die jeweils einen bidirektional betreibbaren Leitungsabschnitt (1 13, 123) umfassen und abwechselnd in einem ersten und einem zweiten Betriebsmodus betrieben werden, wobei in dem ersten
Betriebsmodus ein Brennstoff (132) mit einem zumindest teilweise über den bidirektional betreibbaren Leitungsabschnitt (113, 123) zugeführten
Verbrennungsunterstützungsgas (131) unter Erhalt eines Verbrennungsabgases (141) in einer Brennkammer (101) verbrannt wird, und in dem zweiten
Betriebsmodus das Verbrennungsabgas (141) über den bidirektional betreibbaren Leitungsabschnitt (113, 123) aus der Brennkammer (101) ausgeleitet wird (201 , 204), dadurch gekennzeichnet, dass zu Beginn des ersten Betriebsmodus als Verbrennungsunterstützungsgas eine Restmenge des Verbrennungsabgases (141), die nach dem zweiten
Betriebsmodus in dem jeweiligen bidirektional betreibbaren Leitungsabschnitt (113, 123) vorliegt, und zumindest ein sauerstoffreiches Zusatzgas verwendet werden (203, 206).
Verfahren nach Anspruch 1 , wobei das sauerstoffreiche Zusatzgas zu Beginn des ersten Betriebsmodus und/oder am Ende des zweiten Betriebsmodus der
Restmenge des Verbrennungsabgases zugespeist wird (202, 205).
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei im weiteren Verlauf des ersten
Betriebsmodus als Verbrennungsunterstützungsgas (131) Luft verwendet wird, wenn keine Restmenge des Verbrennungsabgases in dem jeweiligen bidirektional betreibbaren Leitungsabschnitt (113, 123) mehr vorliegt (201 204).
Verfahren nach Anspruch einem der vorstehenden Ansprüche, wobei reiner Sauerstoff oder sauerstoffangereicherte Luft als sauerstoffreiches Zusatzgas verwendet wird (202, 205).
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der reine Sauerstoff oder die sauerstoffangereicherte Luft durch eine Sauerstofflanze (161 , 162) zugespeist wird (202, 205). 6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei durch das
sauerstoffreiche Zusatzgas ein Sauerstoffanteil des
Verbrennungsunterstützungsgases auf einen vorgegebenen Wert eingestellt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Sauerstoffanteil des
Verbrennungsunterstützungsgas auf einen Wert zwischen 15% und 25% eingestellt wird, insbesondere auf einen Wert zwischen 20% und 22%, weiter insbesondere auf einen Wert von im Wesentlichen 20,9%.
8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei in dem zweiten
Betriebsmodus Wärmespeicherelemente (114, 124) in dem bidirektional betreibbaren Leitungsabschnitt (1 13, 123) durch das ausgeleitete
Verbrennungsabgas (141) aufgeheizt werden.
9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei in dem ersten Betriebsmodus der Brennstoff (132) und/oder zumindest ein Teil des Verbrennungsunterstützungsgases (131) durch die aufgeheizten Wärmespeicherelemente (1 14, 124) in dem bidirektional betreibbaren Leitungsabschnitt (113, 123) aufgeheizt werden.
10. Regenerativbrennersystem (100) mit einer Anzahl von Regenerativbrennern (110, 120),
dadurch gekennzeichnet, dass
das Regenerativbrennersystem (100) eine Zusatzgaszufuhr (160) zum Zuspeisen eines sauerstoffreichen Zusatzgases und eine Steuereinheit (150) aufweist, die dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche durchzuführen.
11. Regenerativbrenner (100) nach Anspruch 10, wobei die Zusatzgaszufuhr (160) wenigstens eine Sauerstofflanze umfasst (161 , 162).
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3361199A1 (de) 2017-02-09 2018-08-15 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und system zum erhitzen eines hochofens
CN109185881A (zh) * 2018-09-30 2019-01-11 西安鑫顶天装备智能科技有限公司 一种多段式富氧助燃专用燃烧器
EP3633267A1 (de) 2018-10-04 2020-04-08 JASPER Gesellschaft für Energiewirtschaft und Kybernetik m.b.H. Rotierender regenerativbrenner
DE102018126662B4 (de) 2018-10-04 2023-10-26 Jasper Gmbh Rotierender Regenerativbrenner

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6036476A (en) * 1996-04-09 2000-03-14 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Combustion apparatus
JP2000337614A (ja) * 1999-05-26 2000-12-08 Osaka Gas Co Ltd ラジアントチューブ燃焼装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6036476A (en) * 1996-04-09 2000-03-14 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Combustion apparatus
JP2000337614A (ja) * 1999-05-26 2000-12-08 Osaka Gas Co Ltd ラジアントチューブ燃焼装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3361199A1 (de) 2017-02-09 2018-08-15 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und system zum erhitzen eines hochofens
CN109185881A (zh) * 2018-09-30 2019-01-11 西安鑫顶天装备智能科技有限公司 一种多段式富氧助燃专用燃烧器
EP3633267A1 (de) 2018-10-04 2020-04-08 JASPER Gesellschaft für Energiewirtschaft und Kybernetik m.b.H. Rotierender regenerativbrenner
DE102018126662B4 (de) 2018-10-04 2023-10-26 Jasper Gmbh Rotierender Regenerativbrenner
EP4310396A2 (de) 2018-10-04 2024-01-24 JASPER Gesellschaft für Energiewirtschaft und Kybernetik m.b.H. Rotierender regenerativbrenner

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