Pubblicazioni

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WS è un pioniere del settore, e non solo dal punto di vista tecnologico. Condividiamo i nostri progressi con la comunità. Perché solo insieme possiamo vincere le sfide della transizione energetica. 

Cerchiamo deliberatamente di non scrivere le nostre pubblicazioni solo per la comunità scientifica, ma di formularle il più vicino possibile all'applicazione. Perché solo ciò che viene effettivamente attuato contribuisce realmente al progresso. 

Libri di riferimento

 

Il "Manuale della tecnologia dei bruciatori per forni industriali" è disponibile in libreria o direttamente presso l'azienda. Vulkan-Verlag disponibile.

 

La terza edizione è stata pubblicata nel 2019. I fogli di lavoro GWI sono stampati integralmente in appendice.

Il libro "Praxiswissen Industriebrenner" è disponibile nelle librerie o direttamente presso l'editore. Vulkan-Verlag disponibile.


La selezione di articoli rilevanti della rivista gwi-gaswärme international fornisce una buona panoramica dello stato attuale della tecnologia dei bruciatori.

Articolo professionale

Titolo: Defossilizzazione della tecnologia di termoprocesso

pubblicato in: Stahl, n. 3-4/2021, pagine 62-63, Casa editrice Vulkan

Registrazioni delle presentazioni della conferenza online:

"Il biogas diventa idrogeno" di Joachim Wünning: Registrazione

"Studio: idrogeno dal biogas" di Maximilian Schleupen: Registrazione

2° Colloquio sulla costruzione di forni e processi termici di Aquisgrana

10 e 11 ottobre 2019 ad Aquisgrana

 

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Autore: M. Schönfelder, S. Mickey, J.G. Wünning

Rivista: Riscaldamento industriale

Data: 12 giugno 2017

 

In molte località del Nord America, le emissioni di ossido di azoto (NOx) dei forni a gas sono limitate dalla legge o dalla normativa. Questo è tipicamente il caso delle aree urbane o dei luoghi in cui particolari caratteristiche topografiche intensificano gli effetti negativi locali e regionali delle emissioni di NOx.

 

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Titolo: Crescita di scaglie di rame e acciaio durante la cottura diretta con eccesso di combustibile


Sintesi:
Articolo pubblicato sul numero 3/2016 della rivista Gas Heat International Il metodo qui presentato per il riscaldamento dei semilavorati metallici negli impianti a combustione diretta utilizza il processo di combustione con eccesso di combustibile. I test di laboratorio dimostrano che in queste condizioni, rispetto al riscaldamento con eccesso d'aria, si formano quantità di calcare significativamente inferiori per il materiale utile in rame e un acciaio per la lavorazione a caldo. Sul rame, non si formano più incrostazioni con un rapporto d'aria di 0,96; sull'acciaio, la perdita di metallo si riduce di circa 50 % con un rapporto d'aria di 0,95.

Una buona durata dei tubi radianti è essenziale per un funzionamento redditizio di una linea di nastri. Ci sono diversi fattori che influenzano la durata del tubo radiante ...


Articolo (inglese)

Presentazione (inglese) 

I costi energetici rappresentano di solito una parte consistente dei costi operativi di un forno industriale. La maggior parte di questi forni utilizza il gas naturale come fonte di energia per il riscaldamento.

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Autore: J.G. Wünning
Giornale: Gas Heat International
Edizione: 1/2013

 

I gas combustibili sono nella maggior parte dei casi la fonte energetica più economica ed ecologica per il riscaldamento dei forni industriali. Tuttavia, è possibile aumentare ulteriormente l'efficienza e ridurre le sostanze inquinanti. L'introduzione di nuove tecnologie per i bruciatori richiede una stretta collaborazione con i costruttori e gli operatori degli impianti, affinché i nuovi sviluppi possano essere utilizzati con successo.

Autore: J.G. Wünning
Pubblicazione: Gas Heat International
Anno: 4 / 2012

 

La combustione è il processo centrale di conversione dell'energia del combustibile in calore. L'obiettivo di una combustione efficiente e a basso inquinamento può essere raggiunto attraverso l'ossidazione senza fiamma in molti processi. Vengono presi in considerazione il riscaldamento dei processi ad alta temperatura, le possibilità di aumentare l'efficienza dei processi a bassa temperatura, la fornitura di riscaldamento e la generazione di elettricità nelle centrali elettriche.

Lo scopo della presente pubblicazione è quello di illustrare come l'applicazione dell'ossidazione senza fiamma possa effettivamente rappresentare un contributo significativo al raggiungimento degli obiettivi climatici previsti dalla strategia energetica europea per i prossimi decenni. I vantaggi e le opportunità legate all'utilizzo della tecnologia di ossidazione senza fiamma hanno ancora un grande potenziale non solo in campo industriale, ma anche nel settore energetico privato e domestico e negli impianti di generazione di energia. Fondamentalmente, per raggiungere gli obiettivi fissati dalla strategia Energia 2020, si possono utilizzare due metodi: da un lato la generazione di energia senza emissioni di CO2, dall'altro la conservazione dell'energia attraverso una maggiore efficienza. Si può dimostrare come l'attuazione di queste ultime misure implichi sforzi economici molto più contenuti.

 

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Autore: J.G. Wünning
Giornale: Gas Heat International
Anno: 2010

 

La simulazione al computer del flusso, del calore e del trasferimento di massa (CFD - computational fluid dynamcis) è utilizzata nelle università e sempre più anche nell'industria. I maggiori punti deboli sono ancora considerati l'affidabilità spesso dubbia dei risultati e i lunghi tempi di calcolo. Nel presente articolo viene mostrato come i processi di combustione dell'ossidazione senza fiamma possano essere calcolati molto rapidamente grazie a un'adeguata selezione delle condizioni al contorno. L'obiettivo è quello di ottenere tempi di calcolo di pochi minuti. I tempi di calcolo brevi consentono di testare in modo approfondito i modelli di calcolo e permettono un'ampia gamma di variazioni dei parametri.

Autore: J.G. Wünning
Giornale: Gas Heat International
Anno: 2010

Viene proposta una formula di approssimazione per la stima delle perdite di gas di scarico che può essere utilizzata anche a temperature più elevate.

Autore: J.G. Wünning
Conferenza: HTACG2010
Località: Poznan, Polonia

 

Abstract: Questo articolo dovrebbe stimolare una discussione sul ruolo delle simulazioni CFD per l'ossidazione senza fiamma, con l'obiettivo di aumentare l'affidabilità dei risultati della CFD. Si propone di ridurre drasticamente la complessità dei casi per ottenere risultati in meno di 5 minuti. Questi calcoli potrebbero essere eseguiti in alternativa o in aggiunta ai calcoli esistenti.

 

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Autore: J.G. Wünning
Pubblicazione: Gas Heat International
Anno: 2009

 

La riduzione delle perdite di gas di scarico è in molti casi la soluzione più efficace ed economica per aumentare l'efficienza energetica dei forni industriali. Nel seguente articolo vengono presentati due nuovi progetti di bruciatori con i quali le perdite di gas di scarico possono essere quasi dimezzate rispetto ai bruciatori di recupero a tubi alettati. Con il bruciatore rigeneratore si ottengono i massimi rendimenti, ma è necessario accettare un certo sforzo per la commutazione ciclica e l'estrazione dei gas di scarico. Soprattutto nel caso di bruciatori a bassa potenza e di piccoli sistemi di forni, questa spesa non è sempre giustificata dai prezzi attuali dell'energia. Con il nuovo bruciatore recuperativo split-flow, si ottengono elevati rendimenti con un sistema recuperativo. Entrambi i tipi di bruciatori utilizzano l'ossidazione senza fiamma, che consente di ottenere valori molto bassi di ossido di azoto.

Autori: S. Ogonek, L. Rabe, S. Dixon
Pubblicazione: Riscaldamento industriale
Anno: 2009

 

Betts Spring, produttore OEM di molle elicoidali per il settore automobilistico e altri usi, è stata fondata nel 1868 nella zona della baia di San Francisco in California. Sono in attività da più tempo della maggior parte delle aziende perché riescono a gestire con successo (tra le altre cose) l'aumento dei costi, sia quelli di produzione che il costo della vita dei dipendenti. Per offrire una migliore qualità di vita ai dipendenti e controllare i costi dell'azienda, il team di gestione ha deciso di trasferire la produzione di molle in una nuova sede.

 

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Autore: J.G. Wünning
Conferenza: 8° INFUB
Posizione: Portogallo
Anno: 2008

 

Il preriscaldamento rigenerativo dell'aria di combustione è diventato sempre più popolare a causa dell'aumento dei costi energetici. I progressi nell'abbattimento della formazione di NOx hanno permesso di ridurre le emissioni nelle nuove installazioni nonostante le elevate temperature di preriscaldamento dell'aria. Attualmente, nell'industria siderurgica esistono molti forni rigenerativi, molti dei quali nei grandi forni di riscaldo. Ma c'è ancora un grande potenziale di risparmio energetico. Oltre alle grandi capacità di cottura dei forni di riscaldo, esistono molti forni per il trattamento termico con bruciatori di capacità inferiore e anche forni a tubi radianti. I sistemi di bruciatori rigenerativi di piccola capacità richiedono concetti diversi che saranno discussi nella presentazione.

 

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Autori:
A. Georgiev, J.G. Wünning, U. Bonnet
Pubblicazione: Trattamento termico
Anno: 2008

 

Questo articolo descrive l'applicazione di un nuovo bruciatore auto-rigenerante in una linea di zincatura continua. Dopo una breve introduzione della linea di processo, verrà descritto il bruciatore auto-rigenerante. Le temperature molto elevate di preriscaldamento dell'aria consentono un notevole risparmio energetico e l'ossidazione senza fiamma sopprime la formazione di NOx.

Autori:
Dragisa Ristic1, Maik Schneider, Anja Schuster, Prof. Dr. techn. Günter Scheffknecht, Dr. Joachim G. Wünning

Conferenza: 7° HTACG 08
Località: Phuket, Thailandia
Anno: 2008

 

Negli ultimi anni è stata sviluppata una tecnologia di combustione senza fiamma per ridurre le emissioni di NOx nei processi di combustione. In questo lavoro è stata ottenuta una significativa riduzione delle emissioni di NOx sviluppando un nuovo progetto di bruciatore a carbone senza fiamma. L'obiettivo di questo lavoro è quello di esaminare i meccanismi di formazione degli NOx nella combustione di carbone polverizzato in fase di stadiazione. Nell'ambito di questa ricerca, la determinazione della porzione di NO del combustibile rispetto alle concentrazioni totali di NO è stata effettuata valutando le misure dei gas di scarico e utilizzando la miscela Ar/O2 al posto dell'aria di combustione in modalità senza fiamma e con fiamma. Le specie contenenti azoto, come HCN e NH3, e le specie gassose utilizzate per la calibrazione sono state registrate con uno spettrofotometro FTIR ad alta risoluzione in modalità senza fiamma e alla fiamma. L'effetto della stechiometria nella zona ricca di combustibile e l'effetto della temperatura della parete del forno sono stati esaminati in modalità senza fiamma. I risultati mostrano una forte influenza del contenuto di sostanze volatili nel carbone sulle emissioni di NOx. L'ON termico può essere ridotto due volte in modalità senza fiamma. Nella modalità senza fiamma nella zona di combustione primaria in condizioni di ricchezza di combustibile, i componenti riducenti HCN e NH3 sono le specie volatili azotate dominanti. La quantità di azoto volatile totale prodotto dal combustibile all'interno della zona di combustione primaria in condizioni di ricchezza di combustibile dipende dalla stechiometria locale. Aumentando la temperatura della parete del forno, diminuisce il combustibile-NO.

 

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Autore:
Joachim G. Wünning
Conferenza: 7° HTACG 08
Località: Phuket, Thailandia
Anno: 2008

 

Il preriscaldamento dell'aria è diventato sempre più popolare a causa dell'aumento dei costi energetici. I progressi nell'abbattimento della formazione di NOx hanno permesso di ridurre le emissioni nelle nuove installazioni nonostante le elevate temperature di preriscaldamento dell'aria. Oltre alle grandi capacità di cottura dei forni di riscaldo, esistono molti forni per il trattamento termico con bruciatori di capacità inferiore e anche forni a tubi radianti. I sistemi di bruciatori a recupero e rigenerativi di piccola capacità richiedono concetti diversi che verranno discussi in questo articolo.

 

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Autore: J.G. Wünning
Conferenza : AFRC - JFRC
Posizione: Hawaii, USA
Anno: 2007

 

Il preriscaldamento rigenerativo dell'aria di combustione è diventato sempre più popolare a causa dell'aumento dei costi energetici. I progressi nell'abbattimento della formazione di NOx hanno permesso di ridurre le emissioni nelle nuove installazioni nonostante le elevate temperature di preriscaldamento dell'aria. Attualmente, nell'industria siderurgica esistono molti forni rigenerativi, molti dei quali nei grandi forni di riscaldo. Ma c'è ancora un grande potenziale di risparmio energetico. Oltre alle grandi capacità di cottura dei forni di riscaldo, esistono molti forni per il trattamento termico con bruciatori di capacità inferiore e anche forni a tubi radianti. I sistemi di bruciatori rigenerativi di piccola capacità richiedono concetti diversi che saranno discussi nella presentazione.

 

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Autori: A. Georgiev, J.G. Wünning, U. Bonnet
Giornale: Gas Heat International
Anno: 2007

 

L'articolo descrive l'uso di bruciatori rigenerativi compatti nei tubi di riscaldamento a doppio getto P di una linea di zincatura a caldo. Dopo una breve descrizione del sistema complessivo e del forno di ricottura, viene descritto il funzionamento del bruciatore rigenerativo. Il bruciatore rigenerativo contribuisce in modo decisivo al risparmio energetico grazie a temperature di preriscaldamento dell'aria molto elevate e, allo stesso tempo, riduce le emissioni di NOx grazie all'utilizzo dell'ossidazione senza fiamma.

 

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Autori: J.A. Wünning, J.G. Wünning
Conferenza: Giornata della fiamma tedesca
Luogo: Berlino, Germania
Anno: 2007

 

I tubi radianti sono utilizzati per il riscaldamento indiretto degli impianti di termotrattamento, soprattutto nel campo del trattamento termico dell'acciaio. I più moderni sono i bruciatori a recupero, in cui il bruciatore e il preriscaldatore d'aria a recupero formano un'unica unità costruttiva. A causa dell'aumento dei prezzi dell'energia, si stanno compiendo sempre più sforzi per aumentare ulteriormente l'efficienza del preriscaldamento dell'aria e quindi l'efficienza di cottura. È possibile ottenere temperature di preriscaldamento dell'aria più elevate con un preriscaldatore d'aria rigenerativo, che offre un potenziale di risparmio di 15-25% rispetto a un bruciatore a recupero. Finora, tuttavia, i bruciatori a rigenerazione sono stati utilizzati principalmente per il riscaldamento aperto e con potenze più elevate. L'articolo descrive lo sviluppo e le prime applicazioni di bruciatori rigeneratori compatti compatibili con i bruciatori a recupero. Nella tecnologia di combustione è necessario evitare soprattutto la formazione di ossidi di azoto termici. Con l'aiuto dell'ossidazione senza fiamma, è possibile ottenere bassi valori di NOx nonostante le temperature di preriscaldamento dell'aria estremamente elevate in combinazione con le condizioni di flusso confinate nel tubo radiante. Un'altra sfida è la sistemazione dello scambiatore di calore rigenerativo in un volume di costruzione molto compatto.

Autori: A. Schuster, M. Zieba, G. Scheffknecht, J.G. Wünning
Conferenza: 15a Conferenza europea sulle biomasse
Posizione, Berlino, Germania
Anno: 2007

 

La domanda di biomassa per la produzione di calore ed energia è aumentata intensamente negli ultimi anni a causa dell'aumento dei prezzi del gas e del petrolio. Finora per la produzione di calore viene utilizzata soprattutto biomassa di alta qualità (ad esempio, pellet di legno, legno non trattato), ma anche la biomassa di bassa qualità diventa sempre più interessante. Per l'utilizzo di biomasse di bassa qualità è necessaria una tecnologia di combustione avanzata a causa dell'elevato contenuto di componenti inerti, come l'azoto. La gassificazione di bioresidui solidi per generare gas a basso potere calorifico (LCV) e la loro successiva combustione è uno dei possibili percorsi di conversione. Nell'ambito del lavoro presentato è stato sviluppato un bruciatore multi-ugello per gas LCV che applica l'ossidazione senza fiamma (FLOX®) e che presenta diversi vantaggi rispetto ai bruciatori a fiamma convenzionali. Il bruciatore FLOX® è stato integrato in un forno a doppia camera esistente e sono stati testati quattro diversi residui di processi di bioraffinazione. Oltre a una combustione più stabile con una migliore combustione e quindi un intervallo di funzionamento più ampio, sono state ottenute anche prestazioni migliori grazie al funzionamento con un eccesso di ossigeno inferiore. Inoltre, l'alta densità di potenza di un bruciatore FLOX® riduce il volume della camera di combustione di circa 75 %. Tuttavia, le indagini hanno anche dimostrato che il bruciatore FLOX® può solo ridurre le emissioni termiche di NO, ma le emissioni di NO legate all'azoto del legame del combustibile (ad esempio, nei residui agricoli ad alto contenuto) sono ancora ad un livello elevato o addirittura aumentano con la combustione senza fiamma.

Autori: A. Schuster, M. Zieba e G. Scheffknecht, J.G. Wünning
Conferenza: Conferenza dei membri dell'IFRF.
Luogo: Pisa, Italia
Anno: 2007

 

L'utilizzo di biomassa a basso grado richiede una tecnologia appropriata che soddisfi le crescenti esigenze di riduzione delle emissioni (ad esempio di NOx). In questo lavoro verrà presentato un nuovo bruciatore per gas a basso potere calorifico (LCV) che applica l'ossidazione senza fiamma (FLOX®) e che sostituisce il bruciatore a fiamma convenzionale di un forno a doppia camera. L'integrazione di un bruciatore FLOX® adattato ha mostrato diversi vantaggi. Sono stati testati diversi bioresidui e per tutti i combustibili testati è stata ottenuta una combustione più stabile con una maggiore combustione. Inoltre, il bruciatore può funzionare in un intervallo di funzionamento più ampio e più vicino alle condizioni stechiometriche. Grazie all'alta densità di potenza di un bruciatore FLOX® , l'intero impianto potrebbe essere ridimensionato in futuro. Tuttavia, i test hanno dimostrato che il potenziale di riduzione degli NOx di un bruciatore FLOX® è limitato per la combustione di gas LCV, in quanto la maggior parte delle emissioni di NO è legata all'azoto legato al carburante. Nei gas LCV generati dai pellet di grano e di colza si misurano alte concentrazioni di precursori di NO (NH3 e HCN) che vengono successivamente ossidati a NO nel bruciatore FLOX®. Pertanto, viene proposto un bruciatore ad aria per gas LCV ricchi di N, basato sulla combustione senza fiamma, in cui i precursori di NO possono essere ridotti a N2 in una prima regione stechiometrica. Le simulazioni CFD sono state applicate per studiare un progetto appropriato di un bruciatore FLOX® con stadio ad aria. Particolare enfasi è posta sulla creazione di un sufficiente ricircolo interno dei gas di scarico, necessario per la combustione senza fiamma. Vengono presentati i primi risultati delle simulazioni CFD.

 

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Autore: J.G. Wünning
Conferenza: Simposio sui processi termici
Luogo: Düsseldorf, Germania
Anno: 2007

 

L'efficienza energetica è diventata una priorità assoluta per molte aziende del settore siderurgico e del trattamento termico. Poiché i gas di scarico caldi rappresentano la principale fonte di perdite nella maggior parte dei forni industriali, il preriscaldamento dell'aria di combustione offre il massimo potenziale di risparmio energetico. In questo articolo verranno discusse le diverse strategie in relazione ai loro vantaggi, ma anche agli aspetti da tenere in considerazione. Verrà inoltre presentato un nuovo tipo di bruciatore rigenerativo per il riscaldamento a tubi radianti. Il preriscaldamento rigenerativo dell'aria è considerato il metodo più efficace per aumentare l'efficienza energetica del riscaldamento di processo ad alta temperatura, ma in passato era considerato troppo complesso e costoso per il riscaldamento di forni di trattamento termico di piccole e medie dimensioni.

 

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Autore: J.G. Wünning
Rivista: Riscaldamento industriale
Anno: 2007

 

I tubi radianti a gas sono ampiamente utilizzati per riscaldare i forni industriali. L'efficienza energetica è diventata una priorità assoluta per molte aziende del settore del trattamento termico. Il presente documento illustra le opzioni disponibili e presenta un nuovo tipo di bruciatore rigenerativo per il riscaldamento a tubi radianti. Il preriscaldamento rigenerativo dell'aria è considerato il metodo più efficace per aumentare l'efficienza energetica del riscaldamento di processo ad alta temperatura, ma è stato considerato troppo complesso e costoso per il riscaldamento di forni di trattamento termico di piccole e medie dimensioni.

Autori:
R. Berger, A. Schuster, J.G. Wünning
Rivista: Gaswärme International
Anno: 2006

 

Il concetto di bioraffineria contrappone la semplice combustione del legno a un utilizzo integrato di materiali ed energia delle risorse di biomassa. Analogamente al concetto di siti di Verbund nella chimica su larga scala, ciò richiede l'uso efficace di sottoprodotti e rifiuti. A tal fine, l'azienda WS-Wärmeprozesstechnik GmbH e l'Università di Stoccarda stanno sviluppando nuovi sistemi di bruciatori basati sul principio collaudato dell'ossidazione senza fiamma (FLOX®). Questo sviluppo ha portato alla fondazione della società e-flox GmbH, che si dedica alla commercializzazione di queste nuove tecnologie. Il presente documento descrive i bruciatori di gas magro che sono direttamente accoppiati con i pre-gassificatori per utilizzare i residui solidi. I gas caldi a 800-900 °C vengono convertiti in un bruciatore FLOX®. Con emissioni di CO < 30 mg/m3 a contenuti di O2 di 4%, è stato quindi possibile ridurre le emissioni di CO di un fattore 4 e le perdite di gas di scarico di circa 25 % rispetto allo stato dell'arte. Il bruciatore testato funziona stabilmente con tenori di ossigeno da 3 a 9% nei gas di scarico. Riesce a evitare la formazione di ossido di azoto termico, come previsto per i bruciatori FLOX® , ma le emissioni di NOx basate sul combustibile non possono essere ridotte in questo intervallo di funzionamento. Per questo motivo, il concetto di bruciatore è stato ulteriormente sviluppato in un bruciatore FLOX® a stadi. In autunno verrà testato su un impianto di pre-gassificazione industriale.

 

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Autori: U. Bonnet, H. Kaczor, J. Wünning
Giornale: Acciaio Millenium
Anno: 2006

 

Il riscaldamento dei lingotti per la forgiatura nei forni a suola mobile può essere notevolmente migliorato grazie ad una speciale
bruciatore con ugello in ceramica progettato per distribuire il calore in modo più uniforme, riducendo al minimo le emissioni di gas.
formazione di incrostazioni, consumo di energia ed emissioni di NOx, massimizzando la produttività.

 

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Autori: E. Beck, R. Schönenberg, S. Zeizinger, J. Wuenning
Conferenza: Riunione dei galvanizzatori
Luogo: Columbus, Ohio
Anno: 2006

 

Nell'autunno del 2001, Thyssen Krupp Steel ha avviato una nuova linea di zincatura da 450.000 t/anno (500.000 t/anno) presso lo stabilimento di Dortmund, in Germania. Il forno di ricottura verticale è dotato di un totale di 189 tubi radianti a doppio P. È la prima volta che un forno di ricottura verticale viene completamente equipaggiato con il nuovo design del tubo radiante. Il motivo principale per cui è stata installata la nuova tecnologia dei tubi radianti è stato quello di migliorare la durata dei tubi, grazie a una migliore uniformità della temperatura. La presentazione descriverà la tecnologia e fornirà una relazione sullo stato di avanzamento dopo cinque anni di attività, con particolare attenzione ai seguenti aspetti:
- durata del tubo
- efficienza energetica
- affidabilità
- manutenzione e
- emissioni

 

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Autore: A. Schuster, R. Berger, G. Scheffknecht, J.G. Wünning, M. Hiltunen, T. Eriksson, M. Schmid, C. Gaegauf
Conferenza: Biogas05
Luogo: Parigi, Francia
Anno: 2005

 

L'utilizzo di biocarburanti di bassa qualità risente della mancanza di tecnologie avanzate. Nell'ambito del progetto europeo BIO-PRO vengono sviluppati nuovi sistemi di bruciatori per sfruttare le fonti inutilizzate di bioresidui gassosi, liquidi e solidi. Due tecnologie innovative di bruciatori come l'ossidazione senza fiamma (FLOX®) e la messa in scena continua dell'aria (COSTAIR) saranno applicate e adattate alla combustione di gas a basso potere calorifico (LCV). Vengono descritti gli obiettivi del progetto e l'approccio generale per lo sviluppo di due sistemi di bruciatori, uno per gas e liquidi e uno per solidi. I risultati dello sviluppo del bruciatore FLOX® e un primo test industriale di un prototipo di bruciatore sono presentati in dettaglio. I gas LCV con un potere calorifico minimo di 2,5 MJ/Nm3 possono essere bruciati in modo stabile in un bruciatore FLOX® da banco. L'utilizzo di biocarburanti liquidi (olio di colza) è stato testato con successo. Le prime indagini sul potenziale di riduzione del combustibile-NO del sistema di bruciatori mostrano risultati promettenti. Un primo prototipo di bruciatore FLOX® ha dimostrato la sua flessibilità di combustibile in un test industriale di 176 ore. Gli attuali risultati dello sviluppo del bruciatore gas/liquidi saranno ora applicati a un bruciatore che può essere integrato direttamente nei gassificatori.

Autori: H. Kaczor, U. Bonnet
Giornale: Gas Heat International
Anno: 2005

 

Viene riportato il successo dell'uso di bruciatori a recupero in un forno a carrello per il riscaldamento di lingotti da forgiare. La particolare distribuzione della fiamma da parte di una testa di bruciatore in ceramica rende questa applicazione molto economica con una contemporanea uniformità di penetrazione del calore.

 

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Autori: Tim McCrea, G. Gabbert, R. Patil
Giornale: Acciaio Millenium
Anno: 2005

 

L'installazione di bruciatori ceramici a recupero singolo in una linea di zincatura continua ha permesso di migliorare la disponibilità, l'efficienza energetica e il flusso di calore e di ridurre le emissioni rispetto al sistema di tubi in lega preesistente. Questa soluzione ha eliminato la fonte di guasti ai tubi e ne ha prolungato la durata da 3,5 anni a potenzialmente oltre 10 anni.

Autore: J.G. Wünning
Conferenza: HTACG05
Luogo: Essen, Germania
Anno: 2005

 

La combustione senza fiamma è stata sviluppata per sopprimere la formazione di NOx termici nei bruciatori per il riscaldamento di forni industriali che utilizzano aria di combustione preriscaldata. Sebbene questa tecnica sia applicata in gran numero, stanno emergendo numerose altre applicazioni. La presentazione fornirà un'introduzione alla combustione senza fiamma e mostrerà le applicazioni industriali e quelle in fase di ricerca.

- forni per il trattamento termico e il riscaldamento nell'industria siderurgica
- turbine a gas - bruciatori di biogas
- bruciatori per reformer a idrogeno
- bruciatori per unità di cogenerazione
- e altri

 

PDF Downalod

Autore:
U. Bonnet, K. Telger, J.G. Wünning
Conferenza: HTACG05
Luogo: Essen, Germania
Anno: 2005

 

È stato sviluppato un nuovo progetto di unità di preriscaldamento per nastri di acciaio elettrico, installato davanti a un forno a tubi radianti continui. L'unità utilizza bruciatori FLOX® auto-recuperativi disposti in un "campo di ugelli" ed è progettata per preriscaldare il nastro fino a 400 °C. La lunghezza di riscaldamento richiesta si riduce a un quarto di una sezione di forno a tubo radiante comparabile. Ciò comporta una notevole riduzione della lunghezza specifica del forno e quindi dei costi di progettazione e di investimento. Il presente articolo descrive la nuova unità di riscaldamento rapido, il feedback dei test industriali e le conclusioni derivanti dal successo dell'installazione sulla linea di ricottura continua.

 

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Autore:
J.G. Wünning
Rivista: Progressi nel trattamento termico
Anno: 2005

 

I prezzi del gas naturale, dopo un lungo periodo di stabilità, sono diventati estremamente volatili negli ultimi anni. Questa è solo una delle sfide che le aziende che gestiscono forni per il trattamento termico si trovano ad affrontare. La concorrenza mondiale costringe le aziende a produrre più prodotti con meno personale. Si fa pressione per aumentare i tempi di attività dei forni, mentre si riducono gli operatori e il personale addetto alla manutenzione. A ciò si aggiungono i requisiti sempre più stringenti in materia di emissioni e le future tariffe per l'anidride carbonica, ancora sconosciute. Queste sfide sono legate ai sistemi di riscaldamento a tubi radianti. I forni per il trattamento termico con tecnologia obsoleta non saranno competitivi in futuro. Tuttavia, sono stati compiuti molti sforzi per sviluppare nuovi design di tubi radianti e sul mercato sono disponibili nuove tecnologie che possono essere adattate ai forni per il trattamento termico.

Autore:
J.G. Wünning
Conferenza: IGT05
Luogo: Orlando, Florida
Anno: 2005

 

Astratto:

La combustione senza fiamma è stata sviluppata per sopprimere la formazione di NOx termici nei bruciatori per il riscaldamento di forni industriali che utilizzano aria di combustione preriscaldata. Sebbene questa tecnica sia applicata in gran numero, stanno emergendo numerose altre applicazioni. La presentazione fornirà un'introduzione alla combustione senza fiamma e mostrerà le applicazioni industriali e quelle in fase di ricerca.
- forni per il trattamento termico e il riscaldamento nell'industria siderurgica
- turbine a gas
- bruciatori di biogas
- bruciatori per reformer a idrogeno
- bruciatori per unità di cogenerazione
- e altri

 

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Autore: J.G. Wünning
Conferenza: Galvanizzatori
Posizione: Charleston, USA
Anno: 2004

 

Dopo un lungo periodo di prezzi bassi e stabili, negli ultimi anni i prezzi del gas naturale sono diventati estremamente volatili. Questa è solo una delle sfide che le società di gestione delle linee di zincatura stanno affrontando in questo momento. La concorrenza mondiale costringe le aziende a produrre sempre più tonnellate di nastro con un numero sempre minore di persone. Il tempo di attività delle linee deve aumentare, riducendo al contempo il numero di operatori dei forni e del personale di manutenzione. A ciò si aggiungono i requisiti sempre più stringenti in materia di emissioni e le future tariffe ancora sconosciute per l'anidride carbonica. Tutte queste sfide sono legate anche ai sistemi di riscaldamento a tubi radianti dei forni a nastro. Le linee di strisce con tecnologia obsoleta non saranno competitive in futuro. D'altra parte, sono stati fatti molti sforzi per sviluppare nuovi design di tubi radianti e sul mercato sono disponibili nuove tecnologie che possono essere adattate ai forni a nastro.

 

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Autori:
W. Roth, L.A. Ruiter, K.-H. Kirchhoff
Rivista: Trattamento termico
Anno: 2004

 

Il forno di una linea di ricottura e decapaggio in continuo per nastri di acciaio inossidabile è solitamente a fuoco diretto. A causa della superficie lucida dei nastri di acciaio inossidabile, sono necessarie temperature di zona elevate per ottenere buone velocità di riscaldamento. Le perdite di gas di scarico possono essere ridotte con lunghe zone di preriscaldamento non riscaldate in combinazione con uno scambiatore di calore centrale o utilizzando bruciatori auto rigenerativi.

Autori:
W. Roth, L.A. Ruiter, K.-H. Kirchhoff

Rivista: GasWärme Int.
Anno: 2004

 

I forni di ricottura continua che fanno parte di una linea di ricottura e decapaggio per nastri di acciaio inossidabile sono solitamente riscaldati direttamente. A causa delle superfici brillanti dei nastri di acciaio inossidabile, sono necessarie alte temperature di zona per ottenere una prestazione di riscaldamento ragionevole nel forno. Per ridurre al minimo le perdite di gas di scarico, è necessario prevedere una lunga zona di preriscaldamento non riscaldata in collegamento con uno scambiatore di calore centrale per l'aria di combustione oppure utilizzare bruciatori rigenerativi.

Autore: J.G. Wünning
Conferenza: Conferenza dei membri dell'IFRF.
Località: Noordwijkerhout, Paesi Bassi
Anno: 2004

 

Se si accende una miscela combustibile di carburante e aria, può svilupparsi una fiamma. Nella zona di reazione, chiamata fronte di fiamma, la temperatura aumenta rapidamente fino a raggiungere temperature prossime a quella adiabatica. La fiamma può essere stabilizzata all'interno o in prossimità del bruciatore, in modo che la combustione sia stabile e controllata. I diversi metodi di stabilizzazione della fiamma svolgono un ruolo importante nel campo dello sviluppo dei bruciatori. Esempi sono i deflettori e la stabilizzazione dei vortici. Per la necessaria supervisione delle fiamme, si utilizzano gli effetti ottici ed elettrici delle fiamme. I bruciatori moderni utilizzano rilevatori UV o a ionizzazione per i sistemi automatici di sicurezza della fiamma. In assenza di un segnale di fiamma, il bruciatore viene spento. Si può quindi affermare che le fiamme svolgono due funzioni importanti: la stabilizzazione della fiamma garantisce una reazione costante e controllata e una fiamma stabile fornisce un segnale affidabile e costante per i sistemi di sicurezza della fiamma. La domanda è perché abbandonare il concetto collaudato di fiamma e quali sono i vantaggi dell'ossidazione senza fiamma. La risposta più importante a questa domanda è che l'ossidazione senza fiamma può sopprimere la formazione termica di NO anche quando si utilizza aria altamente preriscaldata. La presentazione fornirà una panoramica delle attività di ossidazione senza fiamma dell'ultimo decennio e darà anche una prospettiva sulle potenzialità future.

 

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Autore:
V. Burkhardt, W. Roth, H. Tibbenham, J. Wuenning
Pubblicazione: Acciaio Millenium
Anno: 2004

 

Le linee continue di ricottura e decapaggio (A&P) per nastri di acciaio inossidabile sono impianti di grandi dimensioni in cui i nastri vengono ricotti in forni a fiamma libera ad alta temperatura (1250 °C max) e in cui il riscaldamento e l'ossidazione uniformi sono importanti per la qualità della superficie. I coils vengono laminati a freddo e poi ricotti in una linea A&P a valle, dove i requisiti di qualità sono molto severi. Il risparmio energetico, le emissioni di NOx derivanti dalla combustione del gas naturale e dal decapaggio, la produttività e le buone prestazioni (uniformità, facilità di funzionamento e controllo) sono questioni importanti, poiché influiscono direttamente sulla qualità e sui costi del prodotto. La tecnologia senza fiamma è stata sviluppata per rendere possibile un preriscaldamento dell'aria estremamente elevato e un basso livello di NOx nei forni di processo ad alta temperatura.

 

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Autore:
A. Milani, J.G. Wünning
Conferenza: Conferenza dei membri dell'IFRF.
Località: Noordwijkerhout, Paesi Bassi Anno: 2004

 

La seguente relazione passa in rassegna la moderna tecnologia dei tubi radianti, ponendo l'accento sul recupero del calore e sulle tecniche di combustione a bassa emissione di NOx, compresa la combustione senza fiamma. Le prestazioni dei tubi radianti sono di fondamentale importanza nei forni a nastro di grandi dimensioni; il modello di combustione all'interno del tubo e il collegamento di molti tubi al forno svolgono un ruolo cruciale. Il documento valuta le caratteristiche relative a questo argomento, dai principali concetti di progettazione ai materiali disponibili per i tubi radianti, dalle misure di risparmio energetico all'abbattimento delle emissioni di NOx e al controllo di fiamma/impianto. Sono state segnalate applicazioni significative in grandi impianti industriali e lo sviluppo in corso di nuovi prodotti. La pratica industriale e i riscontri sul campo indicano che i costi di investimento aggiuntivi per un sistema a tubi radianti efficiente e affidabile possono essere recuperati in pochi anni e fornire una qualità e condizioni operative migliori.

Autore: J.G. Wünning
Rivista: Rivista di riscaldamento industriale
Anno: 2004

 

Le prestazioni degli impianti di combustione sono una questione importante nelle moderne linee di ricottura e decapaggio per nastri di acciaio inossidabile, non solo per il risparmio energetico e le basse emissioni di NOx, ma anche per la qualità del prodotto e l'affidabilità del funzionamento. Un bruciatore rigenerativo compatto a questo scopo è stato progettato, ampiamente testato e installato con successo su forni industriali in diversi paesi. Recentemente, una linea A&P della Columbus Stainless Ltd. in Sudafrica è stata ammodernata utilizzando bruciatori rigenerativi.

Autore:
A. Milani, J.G. Wünning
Conferenza: Totem IFRF
Località: Stoccolma, Svezia
Anno: 2003

 

La seguente relazione esamina la moderna tecnologia dei bruciatori rigenerativi, con particolare attenzione al recupero del calore e alle tecniche di combustione senza fiamma per i processi ad alta temperatura. Le prestazioni delle apparecchiature di combustione sono molto importanti nei grandi forni a nastro, non solo per il risparmio energetico e la riduzione degli NOx, ma anche per un funzionamento affidabile e senza problemi. L'articolo descrive un bruciatore rigenerativo moderno e compatto che è stato ampiamente installato e testato su forni industriali e ne valuta le caratteristiche. Vengono riportate applicazioni significative e di successo a linee di ricottura e decapaggio di grandi dimensioni per nastri di acciaio inossidabile. La pratica industriale e i riscontri sul campo indicano che un sistema di combustione moderno, efficiente e più affidabile può essere competitivo e che gli eventuali costi di investimento aggiuntivi possono essere recuperati in breve tempo, fornendo al contempo una migliore qualità e condizioni operative più agevoli.

Autore: J.G. Wünning
Pubblicazione: Trattamento termico
Anno: 2003

 

Il gas naturale è il combustibile più utilizzato per la fascia di riscaldamento nei forni, grazie alla sua disponibilità e alla combustione pulita, e consente costi energetici molto più bassi rispetto ai sistemi di riscaldamento elettrici, a condizione che si utilizzi un sistema efficiente. Oltre ai costi energetici, i sistemi di riscaldamento svolgono un ruolo importante per le prestazioni di un forno, in particolare per quanto riguarda l'uniformità della temperatura / la qualità del prodotto, l'apporto netto di calore / la produttività, l'efficienza energetica / i costi operativi, la manutenzione / i costi operativi, la durata dei tubi / i costi operativi, le emissioni di gas di scarico / l'inquinamento, i tempi di fermo del forno, la facilità di funzionamento e i costi di investimento. Le relazioni che seguono mostrano che tutti questi aspetti devono essere presi in considerazione per prendere una decisione per un nuovo forno di trattamento termico o per un progetto di retrofit.

 

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Autore: J.G. Wünning
Conferenza: AISE
Località: Pitsburgh, PA
Anno: 2003

 

Molte linee di lavorazione dei nastri includono forni che operano in atmosfera protettiva. La maggior parte di essi è riscaldata con tubi radianti a gas. Le prestazioni dei tubi radianti sono fondamentali per: produttività qualità delle strisce costi operativi (energia) disponibilità e manutenzione necessaria. Le linee di nastri hanno spesso tassi di produzione compresi tra 50 e 100 t/ora di nastri e tutti gli arresti non programmati della linea creano gravi problemi. La qualità delle strisce è essenziale per soddisfare gli elevati standard dei clienti. Le linee di processo a bassa efficienza energetica rischiano di non essere competitive, soprattutto in tempi di forti fluttuazioni dei prezzi del gas naturale e dei mercati globali. La manutenzione, soprattutto quella non programmata, deve essere ridotta poiché le linee di processo sono gestite con sempre meno personale.

Autore:
A. Al-Halbouni; A. Giese; M. Flamme, B. Michalski; V. Scherer, J. G. Wünning
Conferenza: Giornata della fiamma tedesca
Anno: 2003

 

Nell'ambito di un progetto congiunto finanziato dall'Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigung AiF (Federazione tedesca delle associazioni di ricerca industriale), il Gaswärme-Institut e.V. Essen (GWI) e la cattedra di Sistemi Energetici e Tecnologia dei Processi Energetici (LEAT) dell'Università della Ruhr di Bochum, si stanno studiando nuovi sistemi di combustione con l'obiettivo di sviluppare un concetto di bruciatore che garantisca una combustione efficiente dal punto di vista energetico e rispettosa dell'ambiente di gas magri con un contenuto di CH4 < 30 vol. -%, contribuendo così alla generazione decentralizzata di elettricità da gas a basso potere calorifico in microturbine a gas. Sulla base dei risultati dettagliati delle indagini in condizioni atmosferiche presso il GWI, le configurazioni ottimali del bruciatore sono stabilite mediante simulazioni numeriche e criteri di scale-up per le successive prove di pressione sulla camera di combustione in pressione LEAT. Il presente documento presenta i risultati delle indagini atmosferiche e illustra lo stato delle prove di pressione.

Autore:
C. Fielenbach, Th. Holfeld, C. von Petery, U. Renz, J.G. Wünning
Conferenza: Carbone
Località: Pitsburgh, PA
Anno: 2003

 

Il gas naturale è il combustibile più utilizzato per la fascia di riscaldamento nei forni, grazie alla sua disponibilità e alla combustione pulita, e consente costi energetici molto più bassi rispetto ai sistemi di riscaldamento elettrici, a condizione che si utilizzi un sistema efficiente. Oltre ai costi energetici, i sistemi di riscaldamento svolgono un ruolo importante per le prestazioni di un forno, in particolare per quanto riguarda l'uniformità della temperatura / la qualità del prodotto, l'apporto netto di calore / la produttività, l'efficienza energetica / i costi operativi, la manutenzione / i costi operativi, la durata dei tubi / i costi operativi, le emissioni di gas di scarico / l'inquinamento, i tempi di fermo del forno, la facilità di funzionamento e i costi di investimento. Le relazioni che seguono mostrano che tutti questi aspetti devono essere presi in considerazione per prendere una decisione per un nuovo forno di trattamento termico o per un progetto di retrofit.

 

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Autore: J.G. Wünning
Conferenza: Simposio sui processi termici
Luogo: Düsseldorf, Germania
Anno: 2003

 

Se si accende una miscela combustibile di carburante e aria, può svilupparsi una fiamma. Nella zona di reazione, chiamata fronte di fiamma, la temperatura aumenta rapidamente fino a raggiungere temperature prossime a quella adiabatica. La fiamma può essere stabilizzata all'interno o in prossimità del bruciatore, in modo che la combustione sia stabile e controllata. I diversi metodi di stabilizzazione della fiamma svolgono un ruolo importante nel campo dello sviluppo dei bruciatori. Esempi sono i deflettori e la stabilizzazione dei vortici. Per la necessaria supervisione delle fiamme, si utilizzano gli effetti ottici ed elettrici delle fiamme. I bruciatori moderni utilizzano rilevatori UV o a ionizzazione per i sistemi automatici di sicurezza della fiamma. In assenza di un segnale di fiamma, il bruciatore viene spento. Si può quindi affermare che le fiamme svolgono due importanti funzioni:
- la stabilizzazione della fiamma garantisce una reazione costante e controllata
- e una fiamma stabile fornisce un segnale costante e affidabile per i sistemi di sicurezza alla fiamma.
La domanda è perché abbandonare il concetto collaudato di fiamma e quali sono i vantaggi dell'ossidazione senza fiamma. La risposta più importante a questa domanda è che l'ossidazione senza fiamma può sopprimere la formazione termica di NO anche quando si utilizza aria altamente preriscaldata. La presentazione fornirà una panoramica delle attività di ossidazione senza fiamma dell'ultimo decennio e darà anche una prospettiva sulle potenzialità future.

 

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Autori: Domschke Th., Becker C., Wünning J.

Rapporti VDI 45, Giorno della fiamma 1997

 

Combustione a basso contenuto di ossidi di azoto di flussi contenenti N - Una combinazione di cracking catalitico e combustione

 

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Autore: J.G. Wünning

 

Progetto di ricerca studentesca presso l'Università RWTH di Aquisgrana dal titolo "Idrogeno per la generazione di calore di processo".

 

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