DD153911A1 - Verfahren und brenner zur erzeugung einer rotierenden kohlenstaub-flamme - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft die Erzeugung einer rotierenden Kohlenstaub-Flamme in stark gekuehlten Brennkammern industrieller Waermeerzeugungsanlagen. Ziel der Erfindung ist es, das Einsatzgebiet fester Brennstoffe auf industrielle Waermeerzeugungsanlagen, die bisher Heizoel- und Gasfeuerungen vorbehalten waren, zu erweitern. Die Aufgabe besteht in der Schaffung eines geeigneten Verfahrens und eines Brenners fuer stark gekuehlte Brennkammern mit dem hohe Reaktionsraten und damit kurze Ausbrandzeiten erreicht werden. Die Aufgabe wird geloest, indem einem Brennraum Luft mit Umgebungstemperatur durch einen axialen mit Kohlenstaub beladenen Primaerluftstrom und tangentiale Sekundaerluftstroeme zugefuehrt wird. Nach Zuendung brennt die Flamme ohne Stuetzfeuerung. Vorteilhaft ist es, dass erfindungsgemaesse Brenner nachtraeglich an Kleindampferzeugern o.ae. angebracht werden kann.

Description

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Titel der Erfindung·

Verfahren und Brenner zur Erzeugung einer rotierenden Kohlenstaub-Flamme

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung "betrifft ein Verfahren und einen Brenner zur Erzeugung einer rotierenden -Kohlenstaub-Flamme in stark gekühlten Brennkammern industrieller Wärmeerzeugungsanlagen_f vorzugsweise in Kleindampferzeugern«, .

. Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bekannt, zur Erzeugung und Aufrechterhaltung einer ^; stabilen Kohlenstaub-Flamme in engen Brennkammern mit kurzem. Brennweg, was gleichbedeutend mit kurzer Brennzeit ist, die Reaktionstemperatur durch Zündhilfen in Form, von aufgeheizten Auskleidungen, Brücken, Schächten, Vorcchalteinrichtungen usw. zu gewährleisten (z.B. BRD - OS 2? 35 519...·)· Die Nachteile der genannten Verfahren und Einrichtungen bestehen darin, daß große Brennräume bzv/_o teure und verschleißende Vorschalteinrichtungen und / oder Einbauten im Brennraum erforderlich sind, die eine Anwendung besonders bei Flamraenrohr-Dampferzeugem kleiner leistung nicht bzw* nur mit hohen Kosten erlauben.

Andererseits sind Brenner und Verfahren zur Erzeugung rotierender Flammen 'für enge und stark gekühlte Brennräume allgemein bekannt, die aber nur mit gasförmigen und flüssigen Brennstoffen betrieben werden«

Ziel der Erfindung

Die Erfindung hat das Ziel, das Einpatzgebiet fester Brennstoffe auf solche industrielle Wärmeerζeugungsanlagen, vorzugsweise auf Flammenrohr-Dampferzeuger die bisher der Heiz- J>o öl- und Gasfeuerung vorbehalten sind, zu erv/eitern, insbesondere' aber Heiab'l und Brenngase in bestehenden Wärme er zeugugs— anlagen durch staubförmig feste Brennstoffe zu substituieren»

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Das Wesen der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und einen Brenner zur Erzeugung von rotierenden Kohlestaub~ Flamnien mit hohen Reaktionsraten und kleinen Ausbrandzeiten für enge und stark gekühlte Brennräume bei zuführung unterschiedlichster Brennstoffstäube zu entwickeln«

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß dem. Brennraum Verbrennungsluft mit Umgebungstemperatur gleichzeitig sowohl durch einen axialen, vor Eintritt in den Brenner mit Brennstaub aus beliebigem festen Brennstoff, dessen Feuchtigkeitsgehalt "bis-, zur Grenze der Transportierbarkeit und dessen Korngröße bis Grobkorn betragen kann, beladenen Primärluftstrom, als auch t_angentiale Sekundärluft zugeführt wird* Dabei bildet sich eine innere EeZirkulationszone und es entsteht eine kurze und gleichmäßige rotierende Flamme hoher Strahlungsintensität. Die Verbrennung wird außer dem Zündinitial ohne Stützfeuerung betrieben» und die Wärmeleistung der Flamme ist durch Änderung der 'Geschwindigkeit und / oder Brennstaubbeladung des Primärluft-Brennstaub-Gemisches in weiten Grenzen regelbar«

Der erfindungsgemäße Brenner besteht dabei aus einem inneren Röhr ohne Einbauten für das Priinärluft—Brennstaub-Gemiseh und einem, dieses Rohr einschließenden Ringkanal mit einer Verjüngung und einem Luftleitapparat für Sekundärluft, dem sich zur Brennkammer ein Diffusor anschließt * Am, Ringkanal ist zuströmseitig ein Stutzen mit einer an sich bekannten Drossel angebracht.

Der Leitapparat besitzt Einbauten zur tangentialen Luftführung unter einem spitzen Winkel zur Austrittsebene<> Es ist weiterhin erfindungsgemäß, daß der Brenner insge- . samt mit einem Befestigungsflansch nachträglich am Brennraum, eines vorhandenen Dampferzeugers anstelle eines Öl- oder Gasbrenners angebracht werden kann»

Dem Brenner wird über eine Rohrleitung Primär luft-Brenrtstaub-Gemisch und über eine weitere Leitung Sekundärluft zugeführt. Die Sekundärluft tritt durch die Leiteinrichtungen des Leit-

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apparates tangential mit lioher Geschwindigkeit in den Verbrennungsraum ein und "bewirkt eine rotierende Strömung mit ausgeprägter innerer ReZirkulationszone, wodurch eine intensive Durchmischung von Brennstoff und Verbrennungsluft entsteht« Dadurch wird die Reaktionsrate, der Verbrennung erhöht, wodurch eine kompakte rotierende Kohlenstaub-Flamme mit hoher Energiedichte und kurzen Abbrandzeiten entsteht·

Der erfindungsgemäße Brenner wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel gemäß Zeichnung erläutert:

Im Inneren des Brennners befindet sich das Rohr 1 zur Zuführung des Primärluft-Brennstaub-G-emisches, welches durch nicht dargestellte Mittel in einem Luftstrom aufbereitet wird« Über den das Rohr 1 umgebenden Ringkanal 2 wird die Sekundärluft durch eine Verjüngung 3 dem Leitapparat 4 zugeführt· Die aus dem Leitapparat 4 tangential austretende Sekundärluft gelangt über aen Diffusor 5 in den Brennraum» Mit Hilfe der Drossel 6 erfolgt die Regelung der Sekundärluftmenge * Das Rohr 1 ist mit dem Flansch 8 am Ringkanal 2 befestigt. Der gesamte Brenner wird mit dem Befestigungsflansch 7 am Verbrennungsraum, eines nicht näher dargestellten und an sich bekannten Dampferzeugers, befestigt.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung ist es möglich, in industriellen Wärmeerzeugungsanlagen kleiner Leistung Brennstaub bei automatisierten Betrieb einzusetzen* Von besonderen Vorteil ist es, daß derartige YiTärmeerzeugungsanlagen nachträglich von Öl- oder Brenngasfeuerung auf Brennstaub eingesetzt werden können und damit hochwertige Energieträger frei setzen und teure Importe entfallene

Claims (1)

1. 22 5U2-*-

   Patentanspruch

   1·. Verfahren zur Erzeugung einer rotierenden Kohlenstaub flamme in vorzugsweise Flammenrohrdampferzeugern gekennzeichnet dadurch, daß einem Brennraum Verbrennungsluft mit Umgebungstemperatur gleichzeitig sowohl durch einen axial Primärluftstrom, welcher vor Eintritt in einen Brenner mit Brennstaub aus beliebigen festen Brennstoff mit einem. Feuchtigkeitsgehalt bis zur Grenze der Transportierbarkeit und einer Korngröße bis Grobkorn beladen werden kann als auch durch eine tangential gerichtete Sekundärluft zugeführt wird, sich dadurch eine kurze und gleichmäßige rotierende Flamme hoher Strahlungsintensität mit innerer Rezirkulationszone bildet*

   2c Die Verbrennung erfolgt ohne Stützfeuerung, wobei die Wärmeleistung der Flamme durch Änderung der Geschwindigkeit und / oder der Brennstaubbeladung des Primärluft-Brennstaub-Gemisches regelbar ist β

   5« Kohlestaub-Brenner zur Durchführung des Verfahrens nach den Punkten 1 u» 2 gekennzeichnet das, daß der Brenner aus einem inneren Rohr 1 ohne Einbauten für ein Primärluft-Brennstaub-Gemisch und einem dieses umschließenden Ringkanal 2 mit einer Verjüngung 3 und einem Luftleitapparat 4 für Sekundär- * luft be stehts dem sich zur Brennkammer ein Diffusor 5 anschließt, und daß am Ringkanal 2 zuströmseitig ein Stutzen mit einer an sich bekannten Drossel 6 angebracht ist·

   4. Kohlenstaub-Brenner nach Punkten 2 und 3 gekennzeichnet dadurch, daß der Luftleitapparat 4 Einbauten zur tangentialen Luftführung unter einem spitzen Winkel zur Austrittsebene besitzto ·

   5« Kohlenstaub-Brenner nach den Punkten 3 und 4 gekennzeichnet dadurch, daß der Brenner¹ insgesamt mit einem Bsfestigungsflausch 7 am Brennraum, eines vorhandenen Dampferzeugers anbringbar ist*