DE2323919C2

DE2323919C2 - Verfahren zum Verbrennen von kohlenstoffhaltigen Brennstoffen zur Erzeugung von Energie in Form von Wärme

Info

Publication number: DE2323919C2
Application number: DE2323919A
Authority: DE
Inventors: William C. Middletown N.J. Pfefferle
Original assignee: Engelhard Minerals and Chemicals Corp
Current assignee: BASF Catalysts LLC
Priority date: 1972-05-12
Filing date: 1973-05-11
Publication date: 1982-11-11
Also published as: CA1003718A; DE2323919A1; JPS5646045B2; GB1434993A; IT984875B; FR2185269A5; AU476173B2; BE799450A; AU5559173A; JPS4961723A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbrennen von kohlenstoffhaltigen Brennstoffen zur Erzeugung von Energie in Form von Wärme, bei welchem ein erster kohlenstoffhaltiger Brennstoff mit einer zur vollständigen Verbrennung aller verbrennbaren Bestandteile unzureichenden Menge an Luft teilweise verbrannt wird, um ein erstes Abgas zu erzeugen, das erste Abgas mit einer zusätzlichen Menge an Luft gemischt und diese Mischung dann weiterverbrannt wird, wobei ein Oxidationsabgas entsteht, das verhältnismäßig arm an Luftverunreinigungen, besonders an Kohlenmonoxid, Kohlenwasserstoffen und Stickoxiden ist

Aus der US-PS 30 48 131 ist ein derartiges Verfahren zum Verbrennen eines Brennstoffs bekannt, bei welchem eine Brennstoffverbrennungsvorrichtung mit einer Menge an Luft versorgt wird, die geringer ist, als zur vollständigen Verbrennung notwendig, und bei welchem die restliche Verbrennungsluft in einem räumlichen Abstand zu dem Brenner zugeführt wird, so daß sich die Luft mit dem verbrennenden Brennstoff vermischt, nachdem die anfänglich hohe Temperatur, die bei der Verbrennung auftritt, erreicht worden ist. Der Zweck des so untergliederten Verfahrens besteht in der Verhinderung der Bildung von Stickstoffoxiden. Bei dem bekannten Verfahren wird zunächst eine unvollständige Verbrennung des Brennstoffes durchgeführt, und anschließend wird dann an einer solchen Stelle zusätzliche Luft zugeführt, an der die anfängliche Verbrennung noch andauert, so daß die Verbrennung des Brennstoffes bis zur Vervollständigung fortgesetzt werden kann und die Verbrennung dadurch kontinuierlich ist.

ίο Eine katalytische Verbrennung eines Teils des Brennstoffes ist bei diesem bekannten Verfahren nicht vorgesehen. Die bei dem bekannten Verfahren anfallenden Abgase enthalten noch unzufriedenstellend hohe Stickoxidgehalte.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Verbrennen von kohlenstoffhaltigen Brennstoffen zur Erzeugung von Energie in Form von Wärme zur Verfügung zu stellen, dessen Abgase keine oder nur noch geringe Mengen an Stickoxiden enthalten.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren der eingangs genannten Art, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man

(a) eine zweite Mischung aus einem zweiten kohlenstoffhaltigen Brennstoff und Luft herstellt,

(b) wenigstens einen Teil der zweiten Mischung in Gegenwart eines festen Oxidationskatalysators bei einer Temperatur von etwa 815 bis etwa 1650° C verbrennt, um ein zweites Abgas zu erzeugen,

(c) das erste und das zweite Abgas miteinander mischt, und

(d) die Mischung aus dem ersten und dem zweiten Abgas weiter thermisch verbrennt, um ein Verbrennungsabgas zu erzeugen.

Eine besonders vorteilhafte Arbeitsmethode gemäß der Erfindung wird in einem Dampfkesselofen mit tangential arbeitenden Brennern durchgeführt. In tangential beheizten Öfen findet eine gute Durchmischung der zugeführten Gase statt, und in der Mitte des Ofens bildet sich eine große, rotierende Feuerkugel. Um die Luft und den Brennstoff, die dem Ofen zugeführt werden, miteinander zu vereinigen, sollen die zugeführten Gase gut miteinander gemischt werden, um eine praktisch vollständige Verbrennung herbeizuführen. Außerdem kann man kühlere inerte Gase in den Ofen einführen und mit den Verbrennungsgasen mischen, um die höchste Flammentemperatur und mithin die Erzeugung von Stickoxiden herabzusetzen. Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung ist das Gasmischvermögen eines tangential beheizten Ofens besonders vorteilhaft, um von mehreren Oxydationsstufen Gebrauch machen zu können, die so durchgeführt werden, daß die Menge der Luftverunreinigungen in den Abgasen herabgesetzt wird. Diese Ergebnisse sind für die Umwelt sehr wichtig, da eine wirksame Brennstoffausnutzung bei möglichst geringer Luftverschmutzung notwendig ist und im Laufe der Zeit immer größere Bedeutung annimmt Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung werden mehrere Oxydationsstufen verwendet, wobei in mindestens einer Stufe Brennstoff thermisch verbrannt und in mindestens einer anderen Stufe Brennstoff an einem festen Oxydationskatalysator katalytisch verbrannt wird. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird kohlenstoffhaltiger Brennstoff mit Luft gemischt und in einer Verbrennungszone thermisch oxydiert Brennstoff und Luft können bereits vor ihrer Zuführung zur thermischen Verbrennungszone oder erst bei der ther-

mischen Verbrennung selbst innig miteinander gemischt werden, z. B. durch Einsprühen von Brennstoff in der thermische Verbrennungszone und Mischen mit Luft für die erste Verbrennung. Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, den Brennstoff in dieser Verbrennungszone nur teilweise zu oxydieren, indem man ihn mit einer für die vollständige Verbrennung zu Kohlendioxid und Wasser unzureichenden Menge an Luft zusammenbringt. Vorzugsweise wird bei dieser ersten thermischen Verbrennung der der Verbrennungszone zugeführte Brennstoff zu mindestens etwa 25 Gewichtsprozent, vorzugsweise zu etwa 35 bis 75 Gewichtsprozent, zu Oxiden des Kohlenstoffs und Wasser oxydiert Der Gehalt der Gesamtbeschickung dieser ersten thermischen Verbrennungszone an freiem Sauerstoff beträgt mindestens etwa 40 Gewichtsprozent und vorzugsweise etwa 75 bis 90 Gewichtsprozent derjenigen Menge, die stöchiometrisch für die vollständige Verbrennung des Brennstoffes zu Kohlendioxid und Wasser erforderlich ist Vorzugsweise wird bei dieser ersten thermischen Verbrennung so viel Sauerstoff zugeführt, daß es nicht zur Rußbildung kommt

Die Verbrennung in dieser ersten Zone erfolgt bei etwas niedrigeren Temperaturen als der theoretischen adiabatischen Flammentemperatur des Brennstoffs, die erreicht wird, wenn der Brennstoff vollständig mit der stöchiometrischen Luftmenge verbrannt wird, und infolgedessen wird die Stickoxidbildung herabgesetzt. Dieser Temperaturunterschied beruht auf der unvollständigen Verbrennung des Brennstoffs und auf Wärmeverlusten aus der Verbrennungszone. Da diese Verbrennung oft unter reduzierenden Bedingungen durchgeführt wird, wird die Erzeugung unerwünschter Stickoxide dadurch weiter unterdrückt Die Temperatur in der thermischen Verbrennungszone beträgt etwa 1095° C bis 1925°Coder2040°C.

Vorzugsweise arbeitet diese Verbrennunszone bei Temperaturen im Bereich von etwa 1370 bis 1925° C. Bei jeder Flammenverbrennung entwickeln sich an bestimmten Stellen, z. B. an der Flammenfront, höhere Temperaturen als die beobachtbare Verbrennungstemperatur. Bei Verwendung von Brennstoffen von höherer Energie läßt sich die gewünschte Temperatur in der ersten Verbrennungszone unter Zufuhr von geringeren Luftmengen aufrechterhalten, als bei Verwendung von Brennstoffen von niedrigerer Energie. Die Brennstoffmenge, die der ersten thermischen Verbrennungszone zugeführt wird, beträgt in der Regel 25 bis 95 Gewichtsprozent und vorzugsweise etwa 35 bis 80 Gewichtsprozent der gesamten, dem Ofen zugeführten Brennstoffmenge.

Ein gesonderter Anteil des dem Ofen erfindungsgemäß zugeführten Brennstoffs wird mit Luft gemischt und bei Temperaturen im Bereich von etwa 815 bis 1650° C, vorzugsweise von etwa 980 bis 1480° C, katalytisch oxydiert Vorteilhaft werden dieser katalytischen Oxydation etwa 5 bis 75 Gewichtsprozent, vorzugsweise etwa 20 bis 65 Gewichtsprozent, des gesamten, dem Ofen zugeführten Brennstoffs unterworfen. Die Menge der bei der katalytischen Verbrennung angewandten Luft muß ausreichen, um die theoretische adiabatische Flammentemperatur des Gemisches von Verbrennungsgasen auf den gewünschten Wert einzustellea Vorzugsweise mischt man dem Brennstoff für die katalytische Oxydation so viel Luft bei, daß ein stöchiometrischer Überschuß über die zur vollständigen Oxydation des Brennstoffs zu Kohlendioxid und Wasser erforderliche Menge an freiem Sauerstoff vorhanden ist; beispielsweise mindestens etwa das 1,1-fache, vorzugsweise mehr als das 1,5-fache, dieser stöchiometrischen Menge. Brennstoffe von höherer Energie müssen daher mit größeren Luftmengen gemischt werden als Brennstoffe von geringerer Energie, um die Verbrennungstemperatur des Gemisches im Bereich von etwa 815 bis 1650°C, vorzugsweise von etwa 980 bis 1480°C, zu halten.
Das katalytisch zu verbrennende Gemisch kann in

ίο seiner Zusammensetzung innerhalb oder außerhalb des entflammbaren Bereichs liegen und ist vorzugsweise ein in bezug auf die zur vollständigen Verbrennung zu Kohlendioxid und Wasser stöchiometrisch erforderliche Menge an freiem Sauerstoff magerer Brennstoff. Um Flammenbildung und dadurch bedingte übermäßig hohe Temperaturen zu vermeiden, die die Bildung von Stickoxiden begünstigen würden, kann man das Brennstoff-Luftgemisch außerhalb des unter den Bedingungen des Gemisches entflammbaren Bereichs halten, oder das Gemisch kann am Einlaß zur Katalysatorzone oder bereits vor der Katalysatorzone eine höhere Geschwindigkeit als die unter den Bedingungen des Gemisches maximale Flammenfortpflanzungsgeschwindigkeit haben. Beim Mischen von Brennstoff und Luft wird an der Stelle, an der das Brennstoff-Luftgemisch von brennstoffreichen zu brennstoffarmen Bedingungen übergeht und dabei den stöchiometrischen Bereich und möglicherweise einen explosiven Bereich durchläuft, die Flammenbildung oder sogar eine Detonation des Gemisches dadurch verhindert, daß man die Strömungsgeschwindigkeit des Brennstoff-Luftgemisches auf einem höheren Wert hält, als er der unter den Bedingungen des Gemisches maximalen Flammenfortpflanzungsgeschwindigkeit entspricht Eine Flammenbildung hin- ter dem Katalysator ist in der Regel nicht schädlich, da das Gemisch so gesteuert wird, daß seine Flammentemperatur in dem gewünschten Temperaturbereich liegt.

Die Temperatur der katalytischen Verbrennungszone kann dicht bei der theoretischen adiabatischen Flammentemperatur des Brennstoff-Luftgemisches, z. B. innerhalb eines Bereichs von etwa 83⁰C oder sogar von etwa 28⁰C von der theoretischen Temperatur liegen. Andererseits kann Wärme durch Wärmeaustausch von der katalytischen Oxydationszone abgeführt werden, und die Temperatur der katalytischen Zone kann daher wesentlich niedriger sein als die theoretische adiabatische Flammentemperatur des Verbrennungsgemisches. Jedenfalls wird aber der Katalysator auf einer ausreichend hohen Temperatur gehalten, um die Oxydation des Brennstoffs fortlaufen zu lassen. Die Verweilzeit des Gases in der katalytischen Oxydationszone beträgt im allgemeinen weniger als etwa 0,1 see, vorzugsweise weniger als 0,05 see, und reicht aus, um die gewünschte Verbrennung des Brennstoffs ohne Bildung zu großer Mengen an Stickoxiden herbeizuführen. Gewöhnlich wird der größte Teil des der katalytischen Verbrennungszone zugeführten Brennstoffs in dieser Zone zu Oxiden des Kohlenstoffs und Wasser oxydiert, und vorzugsweise wird der Brennstoff in der katalytischen Verbrennungszone praktisch vollständig zu Kohlendioxid und Wasser oxydiert

Das Abgas aus der katalytischen Verbrennungszone, das vorzugsweise einen beträchtlichen Anteil an freiem Sauerstoff enthält, wird mit dem Abgas der vorgeschalteten thermischen Verbrennungszone gemischt. Je nach den relativen Temperaturen dieser beiden Abgase kann das Abgas der katalytischen Verbrennungszone dazu verwendet werden, das Abgas der thermischen Verbren-

nungszone zu kühlen. Durch Herabsetzung der Temperatur der Produkte der thermischen Verbrennungszone kann eine Verminderung der Gesamterzeugung an Stickoxiden bei der Verbrennung erzielt werden. Wenn das Abgas aus der katalytischen Verbrennungszone freien Sauerstoff enthält, kann es als Sauerstoffquelle für die weitere Verbrennung des teilweise verbrannten Abgases der ersten thermischen Oxydationszone verwendet werden. Diese Oxydation wird nachstehend auch als zweite thermische Verbrennungszone bezeichnet. Die Verbrennungszone befindet sich normalerweise auf einer Temperatur im Bereich von etwa 1095 bis 1815 oder 1925° C, vorzugsweise von etwa 1370 bis 1815⁰C. Faktoren, die die Temperatur der zweiten Verbrennungsstufe beeinflussen, sind z. B. die Temperatur der Abgase der ersten thermischen Verbrennungszone, die Temperatur der Abgase der katalytischen Verbrennungszone, die Menge an oxydierbaren Stoffen, wie Kohlenwasserstoffen und Kohlenmonoxid, die in dem Abgas der ersten thermischen Verbrennungszone enthalten sind, die Menge an freiem Sauerstoff in dem Abgas der katalytischen Verbrennungszone, die relative Menge an Abgas der ersten thermischen Verbrennungszone im Vergleich zu der Menge an Abgas der katalytischen Verbrennungszone, die Geschwindigkeit des Wärmeübergangs von der thermischen Verbrennungszone und dergleichen.

Es ist auch möglich, den Ofen zusätzlich zu der in dem Abgas der katalytischen Verbrennung enthaltenen Luft mit weiterer Luft zu speisen, wenn dies unter den jeweiligen Bedingungen erforderlich ist, um freien Sauerstoff für die Verbrennung von noch nicht oxydiertem Brennstoff, z. B. Kohlenwasserstoffen und Kohlenmonoxid, zur Verfügung zu stellen, der noch in dem Abgas der thermischen Verbrennungszone enthalten ist Die bei dieser weiteren Verbrennung auftretenden Temperaturen liegen oft im Bereich von etwa 1095 bis 1815° C, vorzugsweise von etwa 1370 bis 1815°C.

Das Verfahren gemäß der Erfindung kann in verschiedenen Hinsichten abgeändert werdea Zum Beispiel kann man das Abgas der ersten thermischen Verbrennungszone gleichzeitig mit Abgas aus der katalytischen Verbrennungszone und zusätzlicher Luft mischen, oder man kann dem Abgas aus der ersten thermischen Verbrennungszone zuerst Abgas aus der katalytischen Verbrennungszone und dann weitere Luft zusetzen, oder umgekehrt. Das Abgas aus der katalytischen Verbrennungszone kann so gesteuert werden, daß es keinen freien Sauerstoff enthält, und wenn man unter brennstoffreichen Bedingungen arbeitet, kann das Abgas von der katalytischen Verbrennung sogar Kohlenwasserstoffe und Kohlenmonoxid enthaltea

Beim wirksamen Betrieb beispielsweise eines Dampfkessels ist es erwünscht, in der thermischen Verbrennungszone mit verhältnismäßig hohen Temperaturen zu arbeiten, damit ein für den Wärmeaustausch mit den Wasserrohren, z. B. in den Ofenwandungen, günstiger Temperaturunterschied zur Verfügung steht Der Wärmeaustausch erfolgt in erster Linie durch Konvektion und Wärmeleitung. Teilweise aber auch durch Abstrahlung, besonders von den Stellen hoher Temperatur, z. B. von der Flamme in den thermischen Verbrennungszonen. Zu hohe Temperaturen in den Verbrennungszonen können zur Bildung von zu großen Mengen an Stickoxiden führen. Eine vorteilhafte Temperatur für die thermische Verbrennungszone, um einen wirksamen Wärmeübergang ohne gleichzeitige Bildung zu großer Mengen an Stickoxiden zu ermöglichen, liegt im Bereich von etwa 1095 bis 2040° C, vorzugsweise von etwa 1370 bis 1925° C. Die Wahl der Arbeitstemperatur kann z. B. von der gewünschten Wärmeübergangsgeschwindigkeit, der Menge an erzeugten Stickoxiden, der Konstruktion der Anlage und ähnlichen Faktoren abhängen.

Zweckmäßig befindet sich die erste Verbrennungszone in einem unteren Teil oder in einem anfänglichen Teil des Strömungsweges der Verbrennungsgase in dem

ίο Ofen. In der ersten Verbrennungszone herrscht zweckmäßig eine reduzierende Atmosphäre, um die Bildung von Stickoxiden nach Möglichkeit zu unterdrücken. Wenn man ferner die erste thermische Verbrennungszone unter brennstoffreichen Bedingungen arbeiten läßt, kann das Auftreten von hohen Temperaturen, die für die Verbrennung eines stöchiometrischen Gemisches vorhanden sein können, und die die Bildung von Stickoxiden fördern, auf ein Minimum beschränkt werden. Wenn die erste thermische Verbrennung sich der Erschöpfung der Zufuhr an freiem Sauerstoff annähert, sinkt die Temperatur der Verbrennungsabgase oft infolge der Wärmeübertragung zu dem Ofen. Vorzugsweise leitet man die teilweise verbrannten Gase aus der ersten thermischen Verbrennungszone in eine oxydierende Atmosphäre, die von dem Abgas aus der katalytischen Verbrennungszone und/oder durch den Zusatz weiterer Luft zu dem Ofen zur Verfugung gestellt wird.

Oft ist es zweckmäßig, daß der Überschuß an freiem Sauerstoff über die zur vollständigen Verbrennung des Brennstoffs zu Kohlendioxid und Wasser erforderliche Menge in sämtlichen Verbrennungszonen des Ofens weniger als etwa 25, vorzugsweise weniger als etwa 10 Gewichtsprozent beträgt, um Wärmeverluste infolge von überschüssiger Luft zu vermeiden; andererseits soll aber der Luftüberschuß zweckmäßigerweise so groß sein, daß genügend Sauerstoff zur Verfügung steht, um eine im wesentlichen vollständige Verbrennung des Brennstoffs zu Wasser und Kohlendioxid herbeizuführen. Die Kreislaufführung von Schornstein- oder Ofenabgasen, die aus dem Hauptwasserrohr oder anderen Wärmeaustauschstellen des Ofens ausströmen, als kühlere, im wesentlichen inerte Gase kann vom Gesichtspunkt der Wärmewirtschaftlichkeit vorteilhaft sein, weil dadurch Kalorien in das System wieder zurückgeleitet werden.

Eine Möglichkeit, in den thermischen Verbrennungszonen eine niedrigere Verbrennungstemperatur in dem gewünschten Bereich innezuhalten, besteht darin, daß man in die thermische Verbrennungszone ein kühleres inertes Gas einleitet. Ein hierfür geeignetes inertes Gas steht z. B. in Form der oben erwähnten Schornsteinoder Ofenabgase zur Verfügung, die bereits zum Wärmeaustausch verwendet worden sind, um Kalorien aus den gasförmigen Verbrennungsprodukten zurückzugewinnen. Diese Gase können Kohlendioxid, Wasser und Stickstoff enthalten und verhalten sich daher gegenüber einem Verbrennungssystem indifferent In typischer Weise können diese Gase Temperaturen im Bereich von etwa 38 bis 815⁰C haben; oft liegen die Temperaturen im Bereich von etwa 260 bis 540° C Die inerten Gase können beispielsweise zusammen mit der Luft zugeführt werden, die in der ersten oder zweiten Verbrennungszone zugesetzt wird. Eine andere Möglichkeit, von den inerten Gasen Gebrauch zu machen, besteht darin, sie mit dem Brennstoff oder dem Brennstoff-Luftgemisch zu mischen, welches der ersten thermischen Verbrennungszone zugeführt wird.
Bei der Verbrennung gemäß der Erfindung wird der

Brennstoff in Gegenwart von freiem oder molekularem Sauerstoff und von freiem oder molekularem Stickstoff oxydiert Sauerstoff und Stickstoff werden meist als Luft zugeführt; das Gemisch kann jedoch durch Zusatz konzentrierterer Formen von Sauerstoff angereichert oder mit zusätzlichen Mengen an Stickstoff oder anderen inerten Gasen verdünnt sein. Diejenigen Bestandteile des Gemisches, die nicht aus Brennstoff bestehen, werden in dieser Beschreibung als Luft bezeichnet. Die verwendeten Brennstoffe enthalten Kohlenstoff und werden daher als kohlenstoffhaltige Brennstoffe bezeichnet. Diese Brennstoffe haben eine ausreichende Energie, um bei der Oxydation mit einer stöchiometrischen Luftmenge eine adiabatische Flammentemperatur von mindestens etwa 1815° C zu erzeugen. Die Brennstoffe können bei Raumtemperatur gasförmig oder flüssig sein; so kann man z. B. als Brennstoffe Methan, Äthan, Propan oder andere Kohlenwasserstoffe von niedrigem Molekulargewicht, Benzin, Leuchtöl, Mineralölrückstände oder undestillierte Mineralöle sowie andere, normalerweise flüssige Kohlenwasserstoffe verwenden. Ebenso kann man andere kohlenstoffhaltige Brennstoffe verwenden, wie Kohlenmonoxid, Alkanole mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, besonders Methanol, und andere sauerstoffhaltige Verbindungen. Der Brennstoff kann im Gemisch mit Bestandteilen vorkommen oder erhalten werden, die sich gegen die Oxydation inert verhalten. Der Brennstoff hat einen verhältnismäßig hohen Energiegehalt und ist so beschaffen, daß sich aus ihm der erfindungsgemäß verwendete Beschickungsstrom herstellen läßt

In die erste thermische Verbrennungszone kann der Brennstoff in gasförmiger oder flüssiger Phase eingespritzt und mit der für die primäre Verbrennung verwendeten Luft zusammengebracht werden. Diese Arbeitsweise ist besonders vorteilhaft, wenn der Brennstoff flüssig ist, und ermöglicht die Verwendung von hochsiedenden Brennstoffen, wie Rückstandsölen und undestillierten Mineralölen. Vorteilhaft ist der Brennstoff ein Gas oder er wird durch Verdampfen in den gasförmigen Zustand übergeführt und vor der Verbrennung mit der für die thermische Verbrennungszone verwendeten Luft gemischt Vorzugsweise hat das in der ersten thermischen Verbrennungszone verwendete Brennstoff-Luftgemisch eine höhere als die unter den Bedingungen des Gemisches maximale Flammenfortpflanzungsgeschwindigkeit, um eine Flammenbildung oder möglicherweise sogar eine Detonation des Gemisches vor der thermischen Verbrennungszone zu verhindern. Vorzugsweise verwendet man einen Flammenhalter, um die Flamme hinter dem Flammenhalter zu lokalisieren und den Übergang der Flamme in einen vor dem Flammenhalter befindlichen Raum zu verhindern. Auf diese Weise wird die Gefahr einer Entzündung des Brennstoff-Luftgemisches vor der gewünschten Verbrennungsstelle und eines Zurückschiagens der Flamme auf ein Minimum beschränkt

Für die katalytische Oxydation kann man den gleichen oder einen anderen Brennstoff verwenden als für die anfängliche thermische Verbrennung. Wenn der für die katalytische Oxydation verwendete Brennstoff nicht normalerweise gasförmig ist, wird er vorzugsweise verdampft, bevor er die Verbrennungszone erreicht, und Brennstoff, Luft sowie etwaige andere Bestandteile der Beschickung werden gut gemischt, um die örtliche Ausbildung zu hoher Temperaturen zu verhindern, die eine ungünstige Wirkung auf den Katalysator haben oder die Erzeugung von Stickoxiden begünstigen könnten.

Zu dem Zeitpunkt, zu dsm der Brennstoff bei der katalytischen Oxydation mit dem Katalysator in Berührung kommt, kann er vollständig oder teilweise in flüssiger Phase vorliegen. Der heiße Katalysator verdampft den Brennstoff, und das so entstehende Brennstoff-Luftgemisch steht dann mit dem Katalysator in Berührung und wird oxydiert. Auf diese Weise kann man sogar verhältnismäßig hochsiedende Brennstoffe, wie Rückstandsöle und undestillierte Mineralöle, verwenden.

ίο Die erfindungsgemäß verwendeten festen Katalysatoren können verschiedene Formen und Zusammensetzungen haben, wie sie allgemein üblich sind, um Brennstoffe in Gegenwart von molekularem Sauerstoff zu oxydieren. Der Katalysator kann in Form verhältnismäßig kleiner, fester Teilchen von unterschiedlichen Größen und Formen vorliegen, oft in Größen von weniger als etwa 25 mm in der größten Abmessung, und es können viele solche Teilchen in Form einer oder mehrerer Katalysatormassen bzw. eines oder mehrerer Katalysatorbetten in der Verbrennungszone angeordnet seia Vorzugsweise ist der Katalysator von größerer Form und hat eine skelettartige Struktur, die von Gasströmkanälen durchsetzt wird. Beispiele für diese bevorzugte Form sind die einstückigen oder Bienenwabenkatalysatoren. Diese Katalysatoren haben im allgemeinen eine oder mehrere Metallkomponenten, die für die gewünschten Oxydationsreaktionen katalytisch aktiv sind, und in Anbetracht der ziemlich hohen Temperaturen, bei denen diese Katalysatoren eingesetzt werden, können sogar Stoffe als Katalysatoren geeignet sein, die normalerweise als verhältnismäßig inaktiv oder als ungenügend aktiv angesehen werden, um die Oxydation von Brennstoffen hinreichend zu katalysieren. Das katalytische Metall kann in gebundener Form, wie als Oxid, vorliegen, und vorzugsweise befindet sich die Metallverbindung auf einem Träger, der eine geringere katalytische Aktivität ausübt oder inert ist, z. B. auf einem keramischen Träger. Bei diesen Katalysatoren sind die katalytisch aktiveren Metalle oft Metalle der Schwermetallgruppen des Periodischen Systems, wie z. B. Metalle der Gruppen IB, UB oder IH bis VIII. Man verwendet die katalytisch aktiven Formen dieser Metalle, und die Oxide eines gegebenen Metalls, z. B. von Aluminium, können je nach ihrem physikalischen Zustand, ihrem Hydratationsgrad oder anderen bekannten Faktoren mehr oder weniger aktiv sein. Im allgemeinen sind jedoch die katalytischen Komponenten der Metalle der GruppenIII und IV des Periodischen Systems, z.B. Siliciumdioxid, Aluminiumoxid, Zirkoniumoxid und Gemische derselben, weniger aktiv als die katalytischen Formen der Metalle der Gruppe VIII, besonders der Platinmetalle, wie Platin, Palladium und Rhodium, oder der Metalle der Gruppen IB, UB, V, VI, VII und der Eisenmetalle der Gruppe VIII, z. B. Cu, Cr, Ni, Co, V, Fe und dergleichen. Bei einigen bevorzugten Formen können die Katalysatoren sowohl eine aktivere Komponente, die aus einem oder mehreren Metallen der Gruppen IB, UB und V bis VIII besteht, als auch eine oder mehrere katalytisch weniger aktive Komponenten von Metallen der Gruppen III und IV des Periodischen Systems enthalten, und diese Kombinationen können gegebenenfalls auf einem noch weniger aktiven oder einem inerten Träger vorliegen. Ein solcher Katalysator kann z. B. 1% Platin aktiver Form und 10% Aluminiumoxid in aktiver Form auf einem Bienenwabenträger aus a-Aluminiumoxid oder Cordierit enthaltea Die Katalysatoren haben oft eine spezifische Oberfläche (einschließlich der Fläche ihrer Oberflächenporen) von mindestens

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etwa 10 und vorzugsweise von mindestens etwa 50 m²/g. Der Katalysator ist in der Verbrennungszone vorzugsweise so angeordnet, daß der Druckabfall der durch ihn hindurchströmenden Gase weniger als etwa 0,7 oder sogar weniger als etwa 0,2 kg/cm² beträgt.

Die einstückige Skelettstruktur des Trägers des Oxydationskatalysators weist eine Vielzahl von Strömungskanälen oder Strömungswegen auf, die sich in der Richtung der Gasströmung durch den Katalysatorträger erstrecken. Die Strömungskanäle brauchen nicht gerade zu verlaufen und können Abzweigungen oder Unterbrechungen aufweisen. Das Trägerskelett besteht vorzugsweise aus einem chemisch indifferenten, starren, festen Stoff, der seine Form und Festigkeit bei hohen Temperaturen, z.B. bei Temperaturen bis etwa 1650⁰C oder mehr, bewahrt. Der Träger kann einen niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten, eine gute Wärmeschockbeständigkeit und eine geringe Wärmeleitfähigkeit aufweisen. Oft ist das Trägerskelett porös, an seiner Oberfläche aber verhältnismäßig unporös, und es kann zweckmäßig sein, die Oberfläche aufzurauhen, damit sie den Katalysatorüberzug besser festhält, besonders wenn der Träger verhältnismäßig unporös ist. Der Träger kann metallischer oder keramischer Natur oder eine Kombination aus beiden sein.

Die den einstückigen Körper oder das Trägerskelett durchsetzenden Kanäle können jede beliebige Form und Größe haben, die sich mit der gewünschten Oberfläche verträgt, und sollen so groß sein, daß das Gasgemisch verhältnismäßig frei hindurchströmen kann. Die Kanäle können parallel oder im großen und ganzen parallel sein und sich von einer zur anderen Seite durch den Träger hindurch erstrecken, wobei sie voneinander durch dünne Wände getrennt sind. Die Kanäle können auch in vielen Richtungen verlaufen und sogar mit benachbarten Kanälen kommunizieren. Die Einlaßöffnungen der Kanäle können über die ganze Querschnittsfläche des Trägers dort, wo diese zuerst mit dem zu oxydierenden Gas in Berühung kommt, verteilt sein.

Die Erfindung eignet sich besonders zur Erzeugung von Wärme durch Oxydation von kohlenstoffhaltigen Brennstoffen ohne Erzeugung übermäßiger Mengen an Stickoxiden. Zweckmäßig sind die Oxydationsabgase auch arm an Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoffen. Das Ofenabgas kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren weniger als 10 Raumteile Kohlenwasserstoffe, weniger als 100 Raumteile Kohlenmonoxid und weniger als vorzugsweise 50 oder sogar weniger als 25 Raumteile Stickoxide je Million Raumteile enthalten. Vorteilhaft wird das Oxydationssystem gemäß der Erfindung in einem mit vielen Brennern bestückten Ofen, wie in einem Wasserröhren-Dampfkessel, angewandt. Die Erfindung ist jedoch auch auf andere öfen, sogar auf typische Heimgasöfen und Wassererhitzer, anwendbar. Es ist günstig, wenn Brenner und Ofen so gebaut sind, daß die zugeführten Gase gründlich miteinander vermischt werden und mehrere Verbrennungszonen gemäß der Erfindung ausgebildet werden können. Ein besonders vorteilhaftes System spritzt die zugeführten Stoffe tangential in eine thermische Verbrennungszone ein. Die Verbrennungszone werden durch den wirbelnden, spiralförmigen Weg, den sie zurücklegen müssen, gemischt In der Mitte des Ofens kann sich eine Feuerkugel bilden, von der Wärme zu den Ofenwandungen hin abgestrahlt wird.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnungen Bezug genommen, die das Verbrennungssystem in vereinfachter Form darstellen.

F i g. IA und Iß sind schematische Darstellungen von Systemen gemäß der Erfindung.

F i g. 2 zeigt eine Batterie von Ofeneinlaßöffnungen in einem System gemäß der Erfindung, bei dem die erste thermische Verbrennungsstufe mit flüssigem Brennstoff gespeist wird.

Fig.3 erläutert eine Batterie von Einlaßöffnungen eines Ofens, bei dem die erste thermische Verbrennungsstufe mit dampfförmigem Brennstoff gespeist wird.

Fig.4 ist eine fortgebrochene Ansicht eines Ofens, der erfindungsgemäß betrieben werden kann und von den Ecken her tangential beheizt wird.

F i g. \A zeigt einen senkrecht stehenden Ofen 10 mit einem Gehäuse 12, bei dem Wärme von dem Ofen auf Wasser übertragen wird, das sich in (nicht dargestellten) Röhren befindet und in Dampf zum Antrieb von beispielsweise einer Dampfturbine umgewandelt wird. In diesem Ofen kann die erste thermische Verbrennung mit flüssigem Brennstoff und die katalytische Verbrennung mit dampfförmigem Brennstoff durchgeführt werden. Die erste thermische Verbrennung erfolgt im allgemeinen in dem thermischen Verbrennungsraum 14, während die zweite thermische Verbrennung in dem Raum 15 erfolgt. Die Verbrennungsabgase ziehen aus dem Ofen zu dem Schornstein oder der Abzugsleitung 16. Die in den Ofenabgasen enthaltene Wärme kann verwendet werden, um das in dem Ofen in Dampf umzuwandelnde Wasser in dem Wärmeaustauscher 18 vorzuerhitzen, und um die dem Ofen zugeführte Luft in dem Wärmeaustauscher 20 vorzuerhitzen.

Flüssiger Brennstoff wird durch Leitung 22 zugeführt und strömt durch das Ventil 24 zu den Einspritzdüsen 26, die ihn in die thermische Verbrennungszone 14 einspritzen. Die Luft wird der thermischen Verbrennungszone 14 durch Leitung 28 über Leitung 30 zugeführt, und ihre Menge wird durch Ventil 32 gesteuert Kreislaufgase aus der durch das Ventil 36 gesteuerten Leitung 34 werden in Leitung 30 innig mit der Luft gemischt, die der ersten thermischen Verbrennung zugeführt wird. Die Luft strömt in die thermische Verbrennungszone durch Primärlufteinläße 38 ein, die sich unmittelbar neben den Einspritzdüsen befinden und je einer Einspritzdüse diametral gegenüberliegen. Die Kreislaufgase sind inerte, kühlere Gase und haben die Aufgabe, die Temperatur bei der thermischen Verbrennung herabzusetzen. Zusätzliche Kreislaufgase können über die durch Ventil 42 gesteuerte Leitung 40 durch die Einlaßöffnung 44 dem Ofen zugeführt werden. Die Kreislaufgase vereinigen sich mit dem Abgas von der thermischen Verbrennungszone und dienen zum Kühlen dieser Abgase und somit zur Verminderung der Zeitspanne, in der Stickstoff und Sauerstoff bei hohen Temperaturen unter Bildung von Stickoxiden in Berührung kommen, oder zur völligen Vermeidung einer solchen Umsetzung.

Über der ersten thermischen Verbrennungszone befinden sich katalytische Verbrennungsvorrichtungen 46. Die Abgase von den katalytischen Verbrennungsvorrichtungen strömen in die thermische Verbrennungszone 15. Wenn die Abgase von der katalytischen Verbrennung freien Sauerstoff enthalten, kann dieser für die thermische Verbrennung von unverbranntem oder teilweise verbranntem Brennstoff verwendet werden, der von der ersten Verbrennungszone 14 her aufsteigt Für die katalytische Verbrennung kann man normalerweise dampfförmigen oder normalerweise flüssigen Brennstoff verwenden. Das in F i g. \A dargestellte System ist für die Verwendung von dampfförmigem und/oder flüs-

sigem Brennstoff ausgebildet. Beim Betrieb eines Kraftwerks ist z. B. die Verfügbarkeit bestimmter Arten von Brennstoffen von ausschlaggebender Bedeutung, und oft kann die Verfügbarkeit bestimmter Arten von Brennstoffen jahreszeitlichen Schwankungen unterworfen seia Es stellt daher einen Vorteil dar, wenn man mit beiden Arten von Brennstoffen arbeiten kann. Dampfförmiger Brennstoff wird der katalytischen Verbrennungszone durch die durch Ventil 49 gesteuerte Leitung 48 zugeführt Der dampfförmige Brennstoff wird mit Luft gemischt, die von der Leitung 28 her durch die durch Ventil 52 gesteuerte Leitung 50 zugeführt wird. Das Brennstoff-Luftgemisch gelangt über das Ventil 54 in die katalytischen Verbrennungsvorrichtungen 46, wo es an dem Katalysator 60 katalytisch oxydiert wird. Kreislaufgase können aus der Leitung 34 abgezweigt und über die durch Ventil 58 gesteuerte Leitung 56 in die Leitung 50 eingeführt werden, wo sie sich mit der einströmenden Luft mischen. Ein normalerweise flüssiger Brennstoff kann über die durch Ventil 57 gesteuerte Leitung 55 in die Leitung 50, und zwar zweckmäßig vor der Eintrittsstelle der Kreislaufgase, eingeführt werden. Zweckmäßig wird das Gemisch aus Luft und Kreislaufgas vorerhitzt, um die Verdampfung des flüssigen Brennstoffs zu erleichtern.

Falls unter den jeweiligen Verbrennungsbedingungen Luft für eine weitere Verbrennung erforderlich ist, wird diese aus der Leitung 28 abgezweigt und durch die durch Ventil 46 gesteuerte Leitung 62 zur Einlaßöffnung 66 geleitet, wo sie oberhalb der thermischen Verbrennungszone 15 in den Ofen einströmt. Die zusätzliche Luft kann mit Kreislaufgasen gemischt werden, die aus Leitung 34 abgezweigt werden und durch die durch Ventil 70 gesteuerte Leitung 68 in die Leitung 62 gelangea

Das in Dampf umzuwandelnde Wasser strömt durch Leitung 72 zum Wärmeaustauscher 18, wo es vorerhitzt wird, während die Ofenabgase gleichzeitig gekühlt werdea Das vorerhitzte Wasser strömt durch Leitung 74 zum Ofengehäuse 12, wo es im Wärmeaustausch mit den thermischen Verbrennungszonen 14 und 15 durch (nicht dargestellte) Wasserröhren geleitet und in Dampf umgewandelt wird. Die aus den thermischen Verbrennungszonen auf das Wasser zwecks Dampferzeugung übertragene Wärme ist zum beträchtlichen Teil strahlende Wärme, die von der Flamme in der thermischen Verbrennungszone abgestrahlt wird. Der Wasserdampf strömt aus dem Ofen durch Leitung 76 aus und kann z. B. zum Treiben einer Dampfturbine zwecks Erzeugung elektrischer Energie verwendet werden. Nicht dargestellte Thermoelemente können an verschiedenen Stellen des Ofens angebracht sein, um die Temperatur der Verbrennungsgase zu bestimmen und die Verbrennungstemperaturen auf den gewünschten Bereich einzuregela

Fig. 1J5 erläutert eine Abänderung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei der die erste thermische Verbrennungszone mit dampfförmigem Brennstoff gespeist wird. Die Bezugszeichen sind die gleichen wie in F i g. IA Dampfförmiger Brennstoff strömt über Leitung 78 durch Leitung 80, wo er mit Luft aus der Leitung 28 gemischt wird, nachdem diese durch das Ventil 82 geströmt ist Aus Leitung 34 über das Ventil 36 zugeführte Kreislaufgase werden mit dem Brennstoff-Luftgemisch gemischt Das gasförmige Gemisch gelangt dann über Ventil 84 zu den Brennerdüsen 86 und wird in die erste thermische Verbrennungszone 14 des Ofens eingespritzt Die Brennerdüsen 86 sind mit Flammenhaltern 88 ausgestattet, um ein Zurückschlagen der Flamme zu verhindern.

F i g. 2 zeigt eine andere Batterie von Einlaßöffnungen, die bei dem in Fig. IA dargestellten System verwendet werden können. Gleiche Teile sind in Fig. 2 mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie in Fig. IA Die Batterie 94 weist eine Reihe von Einlaßöffnungen auf. Flüssiger Brennstoff wird durch die Einspritzdüsen 26 in die erste thermische Verbrennungszone des Ofens

ίο eingespritzt. Die Luft für die erste thermische Verbrennungszone strömt durch die Öffnungen 38 ein, die neben den Einspritzdüsen 26 gelegen sind. Ein kühleres, inertes Gas, ζ. B. Kreislaufgas, strömt in den Ofen durch die Öffnung 44 ein. Das Inertgas vermischt sich mit dem Abgas aus der thermischen Verbrennungszone und setzt dessen Temperatur herab. Das Abgas von der katalytischen Verbrennung wird der Verbrennungszone durch die Öffnungen 46 zugeführt. Wenn dieses Abgas freien Sauerstoff enthält, kann es verwendet werden, um eine weitere thermische Verbrennung von Brennstoff herbeizuführen, der bei der ersten Verbrennung noch nicht oder unvollständig verbrannt worden ist Durch die Öffnung 66 wird zusätzliche Luft für die weitere Verbrennung von in der ersten thermischen Verbrennungszone noch nicht oder nur teilweise verbranntem Brennstoff und möglicherweise für die thermische Verbrennung durch in den Abgasen der katalytischen Verbrennungszone enthaltene Luft zugeführt.
Fig.3 zeigt eine Batterie von Ofeneinlaßöffnungen für die Zuführung von dampfförmigem Brennstoff zur ersten thermischen Verbrennungsstufe. Gleiche Teile sind hier mit den gleichen Bezugszeichen versehen, wie in Fig. 15. Die Batterie 90 weist eine Mehrzahl von Einlaßöffnungen auf. Das Gemisch für die erste ther-

mische Verbrennung strömt durch die Öffnungen 92 ein. Über den Einlaßöffnungen für das der ersten thermischen Verbrennung zugeführte Gemisch befinden sich Flammenhalter 88, um ein Zurückschlagen der Flamme zu vermeiden. Kreislaufgase strömen durch die Öffnung 44 ein und mischen sich mit den Abgasen von der ersten thermischen Verbrennung. Die Abgase von der katalytischen Verbrennung strömen durch die Öffnungen 46 ein und mischen sich ebenfalls mit den Abgasen von der ersten thermischen Verbrennung. Die Ausbildung der Batterie und die relative Lage der Eintrittsöffnungen ist in F i g. 3 nur der Erläuterung halber schematisch dargestellt. Die Ausbildung der Batterie kann natürlich der jeweiligen geometrischen Ausbildung des Ofens angepaßt sein, und die Lage der Einlaßöffnungen sowie die relative Anzahl einer jeden Art von Einlaßöffnung kann je nach dem Verwendungszweck und der Größe des Ofens variieren.

F i g. 4 zeigt einen Dampferzeugungsofen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Der Ofen 96 wird von diametral gegenüberliegenden Ecken her tangential beheizt Die Verbrennungszone 98 ist von feuerfesten Wänden 100 umgeben, in denen sich Wärmeaustauschröhren 102 befinden, durch die das in Dampf umzuwandelnde Wasser strömt Die Batterie 104 besteht aus mehreren Einlaßöffnungen 106, durch die ein Brennstoff-Luftgemisch der ersten thermischen Verbrennung zugeführt wird. Die Luft für diese Verbrennung gelangt durch Leitung 108 in den Ofen. Die Luft kann mit inerten Gasen, wie gekühlten Ofenabgasen, gemischt werden. In der Leitung 108 wird die Luft innig mit einem durch Leitung 110 zugeführten dampfförmigen Brennstoff gemischt. Das Brennstoff-Luftgemisch wird dann auf die Leitungen 112 verteilt, die zu

den Einlaßöffnungen 106 der thermischen Verbrennungszone führen. Die Einlaßöffnungen sind mit Flammenhaltern 114 ausgestattet, um ein Zurückschlagen der Flamme zu verhindern. Beim Anfahren der ersten thermischen Verbrennung läßt man das Brennstoff-Luftgemisch in die Verbrennungszone 98 einströmen und zündet es durch den Zünder 116. Sobald eine sich selbst unterhaltende Verbrennung stattfindet, wird der Zünder 116 ausgeschaltet.

Ferner strömt in die Verbrennungszone 98 durch die öffnung 118 das Abgas von der katalytischen Verbrennung. Luft für die katalytische Verbrennung wird dem katalytischen Brenner 120 durch Leitung 122 zugeführt. In der Leitung 122 wird dem durch Leitung 124 zugeführten Brennstoff Luft zugemischt. Das Brennstoff-Luftgemisch kommt beim Eintritt in den katalytischen Brenner 120 mit dem festen Oxydationskatalysator 126 in Berührung, wird verbrannt und strömt dann durch die öffnung 118 in die thermische Verbrennungszone. In der Verbrennungszone 98 wird freier Sauerstoff, der in dem Abgas von der katalytischen Verbrennung enthalten ist, für eine zweite Verbrennung mit unverbranntem oder teilweise verbranntem Brennstoff verwendet, der von der ersten Verbrennung übriggeblieben ist. Beim Anfahren der katalytischen Verbrennung kann man das Brennstoff-Luftgemisch dem katalytischen Brenner mit einer Geschwindigkeit zuführen, die geringer ist als die unter diesen Bedingungen maximale Flammenfortpflanzungsgeschwindigkeit des Gemisches. Der Zünder 128 wird eingeschaltet, um eine thermische Verbrennung in dem Brennstoff-Luftgemisch einzuleiten. Durch diese thermische Verbrennung wird der Katalysator 126 auf eine Temperatur erhitzt, bei der die Oxydation des Gemisches von selbst weiterläuft. Vorzugsweise befindet sich die Flamme beim Anfahren des Katalysators in einer solchen Stellung, daß sie nicht direkt auf den Katalysator auftrifft, damit der Katalysator keinen Schaden leidet. Wenn die Aktivierungstemperatur erreicht ist, wird der Zünder 128 ausgeschaltet und die Geschwindigkeit des Brennstoff-Luftgemisches über die maximale Flammenausbreitungsgeschwindigkeit des Gemisches unter den am Einlaß zum Katalysator herrschenden Bedingungen hinaus erhöht, und die Flamme wird gelöscht

Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung kann ein Ofen ähnlich demjenigen der F i g. 4 verwendet werden, der sich von diesem dadurch unterscheidet, daß er von allen vier Ecken her beheizt wird und jede Batterie von Einlaßöffnungen eine gleiche Anzahl von abwechselnd angeordneten Einlaßöffnungen für das Abgas der katalytischen Verbrennung und Einlaßöffnungen für die erste thermische Verbrennungszone aufweist Für die katalytische sowie für die anfängliche thermische Verbrennung wird Methan als Brennstoff verwendet Die für die katalytische und die anfängliche thermische Verbrennung bestimmte Luft wird durch Wärmeaustausch mit den Ofenabgasen auf 93⁰C vorerhitzt. Das Brennstoff-Luftgemisch für die erste thermische Verbrennung enthält 7 Raumteile vorerhitzte Luft und 1 Raumteil Methan. Für die katalytische Verbrennung verwendet man 20 Raumteile Luft je Raumteil katalytisch zu verbrennenden Methans. Der ersten thermischen Verbrennung wird die dreifache Raummenge an Brennstoff zugeführt wie der katalytischen Verbrennung. Daher wird ein etwa 2,5-prozentiger Luftüberschuß über diejenige Menge angewandt, die stöchiometrisch erforderlich ist, um den dem Ofen zugeführten Brennstoff vollständig zu Kohlendioxid und Wasser zu verbrennen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Verbrennen von kohlenstoffhaltigen Brennstoffen zur Erzeugung von Energie in Form von Wärme, bei welchem ein erster kohlenstoffhaltiger Brennstoff mit einer zur vollständigen Verbrennung aller verbrennbaren Bestandteile unzureichenden Mengen an Luft teilweise verbrannt wird, um ein erstes Abgas zu erzeugen, das erste Abgas mit einer zusätzlichen Menge an Luft gemischt und diese Mischung dann weiterverbrannt wird, dadurch gekennzeichnet, daß man

(b) wenigstens einen Teil der zweiten Mischung in Gegenwart eines festen Oxidationskatalysators bei einer Temperatur von etwa 815 bis etwa 1650⁰C verbrennt, um ein zweites Abgas zu erzeugen,

(c) das erste und das zweite Abgas miteinander mischt, und

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite kohlenstoffhaltige Brennstoff mit Luft im Überschuß über die zur vollständigen Oxidation des Brennstoffes zu Kohlendioxid und Wasser erforderliche Menge katalytisch oxidiert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß etwa 5 bis etwa 75% des insgesamt zugeführten Brennstoffes katalytisch verbrannt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite kohlenstoffhaltige Brennstoff beim Verbrennen mit der stöchiometrischen Luftmenge eine adiabatische Flammentemperatur von wenigstens etwa 1815° C entwickelt.