DD209893A1

DD209893A1 - Verfahren zur verbrennung von brennstaub und brenner

Info

Publication number: DD209893A1
Application number: DD24345682A
Authority: DD
Inventors: Harald Bartzack; Wolfgang Adolp; Matthias Wild; Helmut Rosenstock; Dietmar Koehler
Original assignee: Harald Bartzack; Wolfgang Adolp; Wild Mathias; Helmut Rosenstock; Dietmar Koehler
Priority date: 1982-09-24
Filing date: 1982-09-24
Publication date: 1984-05-23

Abstract

Verfahren zur Verbrennung von Brennstaub und Brenner, welches von einer Inertgasatmosphaere in einem Zwischenbunker ausgeht und die Lagerung und Verbrennung von zuendschwierigen ballastreichen Steinkohlenbrenn-, Koks-, Braunkohlenbrennstaub und aufbereiteten Braunkohlenbrikett bei geringsten Aufwendungen und ohne Explosionsgefaehrdung gestattet. Das Ziel der Erfindung wird erreicht, indem ein Zyklon dieAbscheidung des Brennstaubes von der Foerderluft realisiert, der Brennstaub durch eine Zellradschleuse in den Zwischenbunker gelangt, dieser eine Sauerstoffkonzentration von unter 8% besitzt und aus dem der Brennstaub durch eine Rohrschnecke mit einer Laenge von 2m, die die Absperrung, die Brennstoffmengendosierung und die Zerkleinerung agglomerierter Brennstaeube uebernimmt, in einen kasten foerdert, der die Brennstoffeintrittsoeffnung eines Brenners umschliesst, der durch einen doppelten Venturieffekt mit geringstem Energieaufwand den Brennstoff in die Feuerung foerdert und eine Schnellschlusseinrichtung besitzt, die beim Schnellschluss dieBrennstoffeintrittsoeffnung verschliesst. Die Foerderluft gelangt nach dem Zyklon in eine Entstaubungseinrichtung oder in einen Oxidadionsmittelkanal des Brenners. Das Verfahren und der Brenner werden vorzugsweise in Brennkammern von Dampferzeugern eingesetzt.

Description

Titel der Erfindung;

Verfahren zur Verbrennung von Brennstaub und Згеппег

Anwendungsgebiet, der Erfindung;

Das Anwendungsgebiet der Erfindung umfaßt die Verbrennung von Brennataub, insbesondere zündschwierigen ballastreichen Steinkohlenbrennataub, Koksstaub, Згаипкоhlenbrennstaub und aufbereiteten Braunkohlenbrikettabrieb in Brennkammern unterschiedlicher Anwendungsfälle, vorzugsweise in kleinen Згеппкалетет von Dasipf erzeugem.

Charakteristik bekannter technischer Lösungen

?ür das Betreiben von kleinen Згеппкагтет von Dampferzeugern mit 3rermstaub sind Verfahren und Vorrichtungen bekannt, die an eine luihle zur Zerkleinerungstrocknung gebunden sind, was zur Beeinflussung der Verbrennung infolge Wählbarkeitsschwankungen führt und zur ständigen Stützfeuerung zwingt. Die Verfahren und Vorrichtungen mit halb-indirekter oder indirekter Peuerimg entkoppeln die 1.IUhIe vo*n ?euerungsprozeß und sind an eine Zwischenbunkerung gesunden.

ι аноѵ. is^?

Die Verfahren und Vorrichtungen mit halb-indirekter Feuerung gestatten den alternativen und verbundenen Be trieb des Zv/ischenspeichers und dar Feuerung. Die Mahlanlage fördert den erzeugten Brennstoffstrom in den Zwischenspeicher und/oder in die Feuerung. Bei diesen Verfahren nuß somit in der ZTahe der Feuerung eine Mahlanlage vorhanden sein, die den Anforderungen der Feuerung entspricht.

Bei der Substitution von hochkalorischen Primärener^-ieträgern von Dampferzeugeranlagen kann bei den indirekten Feuerungsverfahren auf eine ?.Iühle verzichtet werden, wobei der Brennstaub aus Zentralmahlanlagen oder von anderen Aufkommensverfahren durch Brennstaubtranaporteinrichtungen (z.3. Reichsbahnwaggons) angeliefert wird. Diese Verfahren benötigen einen Zwischenspeicher. Das Betreiben einer Feuerung aus einem Zwischenbunker ist die bestmögliche Losung, da die apparate- und schaltungstechnischen Aufwendungen gering sind, ilachteilig 3ind dabei, die Lagerungsprobleme ^on 3renn3taub. Hier sind die Explosions- und Brandgefährdungen hervorzuheben. Tährend die Brandgefä'hrdung auch bei geringen Sauerstoffkonzsntrationen in der Bunkeratmosphäre bestehen bleibt, kann die 3xplosionsgefahrdung unterbunden werden. Bekannt ist die Verhinderung der Zbcplosionsgefährdung durch Gewährleistung einer Sauerstoffkonzentration von unter 8 % bei Braunkohlenbrennstaub. Die Lagerung von Brennstaub unterliegt noch einer weiteren Problematik, da der Brennstaub durch Agglomerieren zusammenbackt.

Bekannt sind nach DD-''/? 127862 Verfahren und Vorrichtungen zum Betreiben von Kohlenstaubfeuerungen in Tarneerzeu~ungsanlagen mit den Ziel, da3 der Ofenbetrieb unabhängig vom :.lühlenbetrieb ist, aber trotzdem die Vorzüge einer direkten Feuerung erhalten bleiben. Hierbei wird dar von der !luhle kommende Brennstoffstrom einer Abscheideeinrichtung züge-

führt und in zwei Teilströme aufgeteilt, wobei einer direkt der zur feuerung führenden Verbrennungsluft durch eine Zellradschleuse aufgegeben, oder mit dem zweiten in einen Zv/ischenbunker geleitet; wird.

Nachteilig ist die Zwischenbunkerung mit Luft, die die Sxplosionsgefährdung nicht ausschließt und die Zudosierung zur Verbrennungsluft, welche nur eine begrenzte Brennstoffmengenregelung ermöglicht und keine Zerkleinerung agglomerierter Brennstäube vomimrrt.

3ekannt sind nach DE-OS 264192 3 Verfahren und Vorrichtung für die Verbrennung von zerkleinertem festen Brennstoff und Згеппег mit einem ',Yirbelschichtsilo und einem Venturibrenner. Der- Brennstoff wird im fluiden Zustand au einer löschkammer oxLer dem Brenner zugeführt, worin mittels Druckluft und einem Venturieffekt der Brennstoff angesaugt und der Feuerung zugeleitet wird.

Nachteilig ist dabei Luft als ?luidisierungsmittel, vvelche die Explosionsgefährdung nicht ausscnließt und die auf Druckdif fer^ari7.«n beruhende Brennstoffmengenzuleituns:. Die Rückwirkung der 3rennkamnerleistung auf die Brennstoffmengenzuführung verursacht apparate- und schaltungstechnische Aufwendungen, da die Speicherung und der Brennstaub in der Zuleitung im fluiden Zustand gehalten werden müssen. Die Druckluft muß einen Druck von 1,41 bis 7,03 bar besitzen, wobei mit der ?iuidisierung eine ?ransporte^f ernung von 9,1 m realisiart; wenden kann. Der Brenner ist аіз Venturibrenner mit einem Venturieffekt gekennzeichnet.

Ziel der Erfindung

Die Erfindung hat iaa Ziel, ein Verfahren und Vorricnrin;: für die Verbrennung von Brennstaub vorzuschlagen, »eichea

als indirekte Feuerung geringe Aufwendungen verursacht, geringste Energie für die 3rer.nstof förderung benötigt und die Sxplosionsgefährdung zur Vermeidung von Unfällen ausschließt.

Darlegung des У/езепз der. Erfindung

Die Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe muß die Lagerung mit Explosionagefährdung verhindern, eine sichere. Absperrung der Feuerung von der Lagerung bei genauer Brennstoffmengenzuführung gewährleisten, die Zerkleinerung des agglomerierten Brennstaubes ermöglichen und geringste Energie für den. Brennstofftransport benötigen»

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Brennstaub von einer Brennstofftransporteinrichtung einem Zyklon zugeführt wird, der den abgeschiedenen 3rennstaub durch eine ZellradechLeuse einem Zwischenbunker aufgibt, der durch eine Inertgasatmosphäre, vorzugsweise mit Stickstoff, eine Sauerstoffkonzentration von unter 8 % gewährleistet.

3rfindungsgemäß erfolgt die 3rennstofförder.ung aus dem Zwischenbunker durch eine Rohrschnecke mit einer Länge von mehr als 2 m. direkt in einen Kasten, der die Brennstoffeintrittsöffnung eines Brenners umschließt, der durch einen doppelten Venturieffekir gekennzeichnet ist. "ie P.ohrschnecki gestattet die Absperrung des Zivis chenbunkera von dem 3renner und realisiert- eine genaue Brennstoffnengenzuführung in diesen Kasten bei gleichzeitiger Zerkleinerung des agglomerierten Згеппз+аиЪэз. Der brenner mit dem doppelten Yenturieffekir wird mittels Druckluft aus einem bekannten Drucklufterzeuger beströmt und saugt aus dem Kasten durch die 3rennstoffeintritirsöffnung 3rennst?.ub an uni führt diesen erfindungsgemäß direkt der Brennkammer zu. Der irennstaubkanal des Brenners ist mit einem oder mehreren Oxyda-

tionsmittelkanälen umgeben, die mit Dralleinrichtungen versehen sind und ein oder mehrere Drallströcungsfeider in der Brennkammer erzeugen.

Srfindungsgemäß wird die im Zyklon abgeschiedene ?örderluft durch einen Pörderluftkanal einer Snt3taubungseinrichtung und/oder einem Oxydationsmittelkanal zugeführt, wobei bei Betriebsstillstand der Brennkammer eine Abgaoe nach der Sntstaubungseinrichtung oder ohne diese an die Umgebung möglich ist.

Der Vorteil des Verfahrens liegt in der Vermeidung der explosionsgefährdeten Lagerung von Brennstaub, in der Kompaktheit der Anordnung-, in der möglichen Verhinderung von Umgebungsbelastungen durch die Zuführung der Zyklonablufir in die Feuerung und in der Übernahme dreier Punktionen durch die Rohrschnecke, Die Rohrschnecke gewährleistet" die Absperrung zwischen Bunker ur.d Feuerung, lie genaue Brennstaubaufgabe und die Zerkleinerung agglomerierter Brennstäube.

Der Brenner ist erfindungsgenäß mit einer Schnellschlafeinrichtung ausgerüstet, welche bei ITotaus die 3renr.?^cffeintriStsöffnung innerhalb erforderlicher Sicherheitszeiten verschließt. Die Druckluft strömt zum Brenner und -vird durch eine Venturidüse geführt, die in die Brennstoffeintritt s Öffnung ragt, welche von Kasten umschlossen und der an der Rohrscrmecke angeschlossen ist. Der Brennstautkanal beginnt mit einem Primärdiffusor, dem ein zylindrisches Kanalstück folgt und geht in einen Sekundärdiffuror über. Die Diffusoren sind durch einen halben öffnungswinkel von 3° bis S⁰ gekennzeichnet. Die Venturidüse besitzt auf der 3intrittsseite einen halben C*f fnungswirikel von 3C° Ьіз 60 und auf der Austrittsseite einen von ~'^J bis 15°.

Die Druckluft besitzt einen Truck von unter SO kfa. Die geringen energetischer. Aufwendungen sind durch den iopcelten Venturieffekt іез ~renners begründet.

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Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig, U Verfahren für die Verbrennung von Brennstaub im Schema

Pig. 2: Brenner im Schema

Ein 6,5 t/h-Dampferzeuger wird mit dem Energieträger Braunkohlenbrennstaub betrieben. Dazu wird der Braunkohlenbrennstaub angeliefert und gelangt mittels pneumatischer Förderung durch die 3rennstaubaufgabe 1 in den Zyklon 2. Der Zyklon 2 scheidet den Brennstaub von der Förderluft und führt den Brennstaub durch eine Zellradschleuse 3 dem Swischenbunker 4 zu. Aus einer Stickstoffbatterie 6 wird über eine Inertgasleitung 5 der Zwischenbunker 4 bei einer Stickstoffatmosphäre nit einer Sauerstoffkonzentration von unter 8 % gehalten. Aus dem Zwi.-schenbunker 4 gelangt der 3rennstaub durch die Rohrschnekke T in den Kasten 8. Die Rohrschnecke besitzt eine Länge von 2 m. Der Kasten 8 umschließt die Brennstoffeintrittsöffnung 11 des Brenners 9. Der Brenner 9 erhält die Druckluft vom Drucklufterzeuger 10. Der Згеппег 9 ist der Brennkammer. 18 des Dampferzeugers zugeordnet. Die Verbrennungsluft gelangt durch das Gebläse 25 in den Cxydationsmittelkanal 13 des 3renners 9, der den 3rennstaubkanal 12 umgibt und am linde eine Dralleinrichtung 14 besitzt. Die Förderluft aus dein Zyklon 2 gelangt durch den PÖrderluftkanal zu einer Verzweigung, wo je nach Betriebsbedingungen die Portleitung in die Sntstaubungseinrichtung 1o und dann an die Umgebung 17 oder in den Oxydationsmittelkanal 13 realisierbar ist.

Der Drucklufterzeuger 10 stellt Druckluft mit 30 kPa bereit, wobei eine Regelung der Druckluftmenge entsprechend den Erfordernissen der Brennkammer 18 im Zusammenwirken mit der Rohrschnecke 7 möglich ist.

Der Згеппег 9 erhält den Brennstaub aus der Rohrschnecke T, die direkt in den Kasten S fördert. Der Kasten 8 umschließt die brennstoffeintrittsöffnung 11, durch die der 3rennstaub angesaugt wird. Die Druckluft gelangt durch den Drucklufteintritt 21 in die Venturidüse 22. Diese besitzt auf der Eintrittsseite einen halben öffnungswinkel von 40° and auf der Austrittsseite von 10°'. Der Brennstaubkanal 12 beginnt mit einem Primärdiffusor 23 und geht in ein. gerades Kanalstück über, an dem ein Sekundärdiffusor 23 anschließt. Die beiden Diffusoren besitzen einen halben Öffnungswinkel von dP. Die Verbrennungsluft gelangt durch den Oxydationsmitnelkanal 13 zu einer Dralleinrichtung 14, die in der Brennkammer· 18 ein Drallströmungsfeld erzeugt. Der Brenner 9 besitzt eine Schnellschlußeinrichtung 19, di.e bei Erfordernis des Ilotaus die Brennstoffeintrittsöffnung 11 verschließt. Die ochnellschlußeinrichtung 19 ist ein Rohrstück, welches mittels vorgespannter Federn sich über die Brennstoffeintrittsöffnung 11 schiebt and den Verschluß realisiert. Der Vorteil dieser Anordnung liegt in der Vermeidung der Explosionsgefährdung und den geringen energetischen Aufwendungen für den Brennstaubtransport.

Claims

Srfindungsanspruch

1. Verfahren zur Verbrennung von Brennstaub mit einem Zyklon zur Abscheidung des angelieferten Brennstaubes von der Förderluft und bei dem der Brennstaub durch eine Zellradschleuse in einen Zwischenbunker gelangen, dessen 3unkeratmoSphäre durch Inertgasatmosphäre, vorzugsweise Stickstoff, gekennzeichnet ist und eine Sauerstoffkonzentration von unter 8 % gewährleistet, dadurch die Explosionsgefährdung ausgeschlossen wird, gekennzeichnet dadurch, daß eine Rohrschnecke mit einer Länge von 2 m als Absperrorgan und zur Brennstoffmengendo3ierung fungiert, die zugleich, die Zerkleinerung agglomerierter 3rennstäube durchführt und in einen Kasten fördert, der die Brennstoffeintrittsöffnung eines 3renners umschließt, welcher durch einen doppelten Venturieffekt gekennzeichnet ist und mittels Druckluft den Brennstaub in die Feuerung einer Brennkammer fördert, die im Zyklon abgeschiedene Fbrderluft durch einen Förderluftkanal einer Sntstaubungseinrichtung und/oder einem Oxydationsmittelkanal aufgibt, wobei bei 3etriebsstill3tand der Brennkammer eine Abgabe nach der Entstaubungseinrichtung oder ohne diese an die Umgebung möglich ist, insbesondere wird der Schnellschluß durch eine Schnellschlußeinrichtung des Brenners realisiert, wobei im Rohrstück die Brennstoffeintritt3offiiung des Brenners verschließt.
2. Verfahren gemäß Punkt 5, gekennzeichnet dadurch, daß die 3rennstoffmengendo3ierung durch die Rohrschnecke und im Zusammenwirken mit der regelbaren Druckluft, des Brenners realisiert wird.

Brenner, gekennzeichnet dadurch, dai3 ein Kasten eine Brennstoffeintrittsöffnung umschließt, in den eine Venturidüse hineinragt, die auf der Zintrittsseite einen halben Öffnungswinkel von 30° bis 6θ^α und auf der Austrittsseite von 5° bis 15° hat, die den Brennstaub aus dem Kasten ansaugt und in einen Brennstoffkanal fördert, der mit einem Primärdiffusor beginnt, dem ein zylindrisches Kanalstück folgt und in einen Sekundärdiffusor übergeht, wobei beide Diffusoren durch einen halben öffnungswinkel von 3° bis S⁰ gekennzeichnet sind, der Primärdiffuaor in BrennstoffStrömungsrichtung sich verjüngt und der Sekundärdiffusor sich erweitern und durch diesen doppelten Venturieffekt geringste energetische Aufwendungen für die Druckluft" notwendig sind, weiterhin ist der Brennstoffkanal konzentrisch von einem oder mehreren Oxydationsmittelkanälen umgeben, die am Ende Dralleinrichtungen besitzen und im Brennervorrauin ein oder mehrere Drallströmtmgsfelder bilden, insbesondere besitzt der Згеппег eine Schnellschlußeinrichtung, wobei ein Rohrstück, welches konzentrisch den Brennerteil mit der Venturidüse umgibt und unter Vorspannung von Feldern oder mittels anderweitigen Antriebseinrichtungen betrieben wird und die Brennstoffeintrittsöffnung bei Erfordernis verschließt.
4. Brenner gemäß Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Druckluft einen Druck von unter 50 kPa besitzt. und regelbar im Druck und Menge ist.
5. Brenner gemäß Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß der- Brenner auch ohne Schnellschlußeinrichtung realisierbar ist.

6>. Brenner gemäß Punkt 1 bis 3» gekennzeichnet dadurch, daß bei mehreren Oxydationsmittelkanälen Muffeleinbauten vor dem Brenner, die eine stufenförmige Einspeisung des Oxydationsmittels zur Erzeugung verkürzter Flammen und/oder zur intensiveren Verbrennung gestatten, realisiert werden können.

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen.