EP2304316A2 - Brennereinheit und brenneranordnung für staubförmigen festbrennstoff - Google Patents

Brennereinheit und brenneranordnung für staubförmigen festbrennstoff

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EP2304316A2
EP2304316A2 EP09780392A EP09780392A EP2304316A2 EP 2304316 A2 EP2304316 A2 EP 2304316A2 EP 09780392 A EP09780392 A EP 09780392A EP 09780392 A EP09780392 A EP 09780392A EP 2304316 A2 EP2304316 A2 EP 2304316A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
tube
burner
solid fuel
fuel
burner unit
Prior art date
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Ceased
Application number
EP09780392A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Per Wasner
Frank WINKELRÄT
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Rheinkalk GmbH
Original Assignee
Rheinkalk GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Rheinkalk GmbH filed Critical Rheinkalk GmbH
Publication of EP2304316A2 publication Critical patent/EP2304316A2/de
Ceased legal-status Critical Current

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    • F23D1/02—Vortex burners, e.g. for cyclone-type combustion apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B1/00—Shaft or like vertical or substantially vertical furnaces
    • F27B1/005—Shaft or like vertical or substantially vertical furnaces wherein no smelting of the charge occurs, e.g. calcining or sintering furnaces
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F23D—BURNERS
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    • F23D2900/00016—Preventing or reducing deposit build-up on burner parts, e.g. from carbon

Definitions

  • the invention relates to a burner unit for Staubtorraigen solid fuel. Furthermore, the invention relates to a burner assembly for an oven, in particular for a ring-shaft furnace for burning limestone, and such a furnace.
  • Burner units of the type mentioned are known from the prior art. Among other things, they will be in
  • Shaft kilns for example, used in ring shaft furnace for burning limestone.
  • the particular procedural challenge is to achieve the fullest possible implementation of the dusty fuel, for example petcoke dust r in hot gases in order to use the energy content of the dusty solid fuel as completely as possible.
  • Petrolkoksstaub known, in which the injected via a lance m a combustion chamber dusty solid fuel after exiting the lance first encounters a arranged in extension of the lance Umlenkkorper, whereby it is deflected at about 180 ° in the opposite direction, which is so generated reverse flow mixed with tangentially injected into the combustion chamber secondary air.
  • the resulting mixture is m in the direction of the output of the Transports combustion chamber, where it is implemented under optimal conditions completely m hot gases.
  • the present invention seeks to provide a Burner unit of the type mentioned, which allows a stable and efficient Brennerbetrieo even with different operating conditions, especially different combustion air temperatures, and the use of different composite solid fuels, so that the injected dust-like solid fuel to ⁇ eder Time completely m hot gases is converted. Furthermore, a corresponding burner arrangement is to be specified.
  • the object is achieved with a burner unit for dust-shaped fuel Fes ⁇ brennstoff having a first tube for demanding the solid fuel in a first Forderides and surrounding the first tube second pipe to demand
  • Combustion air and a third tube surrounding the first tube to request an additional fuel unkraftt.
  • the erfmdungsgedorfe burner unit m in various respects over the known from the prior art burner units advantageous.
  • the dust-like solid fuel which is initially encased in a cone or funnel shape of the combustion air, controlled in Brennra ⁇ m, in which the burner unit is installed, is guided and thus optimal in terms of stromungsischen aspects and under your aspect of a spatially uniform combustion Way spreads.
  • the combustion air cone also makes it possible to directly control the length of the flame, so that it can be adapted to the spatial conditions in a furnace.
  • the additional fuel is therefore preferably an easily flammable gaseous auxiliary fuel, for example natural gas. Accordingly, the third tube is preferably designed for the delivery of a gaseous additional fuel.
  • the third tube is arranged in the radial direction between the first and the second tube. This ensures that the combustion air flow emerging from the second and corresponding outer tube both from the first tube emerging dust-like solid fuel as well as the emerging from the third tube additional fuel cone or funnel-shaped wrapped.
  • the free end of the third tube is set back relative to the free end of the first tube. Furthermore, the free end of the second tube is preferably arranged substantially at the height of the free end of the third tube.
  • the first tube is axially displaceable in the surrounding second tube and third tube.
  • the optimal axial exit point for the dusty solid fuel can be defined from the point of view of flow engineering. If the first tube in continuous operation of the burner unit: shorten due to the strong thermal load, so the first tube can be adjusted accordingly due to the axial adjustability.
  • the burner according to the invention is used, for example, for firing a ring-shaft furnace, it is to be ensured that the axial extent of the burner flame is limited so that a permanent loading of the inner cylinder of the annular shaft furnace, which would be associated with a long-term damage to the refractory material, is avoided.
  • the axial extent of the burner flame is limited so that a permanent loading of the inner cylinder of the annular shaft furnace, which would be associated with a long-term damage to the refractory material, is avoided.
  • the pulse Ström I P is defined as follows:
  • a swirl body is arranged in the second tube near its mouth for generating a swirl flow in the combustion air emerging from the second tube.
  • the twisting body in turn can take various forms.
  • it is annular, in particular as a vane ring with over the circumference of an annular
  • Base body distributed, to the symmetry axis of the body twisted vanes formed.
  • a further improved mixing between combustion air and pulverulent solid fuel can be achieved if a deflecting body for deflecting the solid fuel jet emerging from the first pipe is arranged in extension of the first pipe, as known in principle from the prior art.
  • a deflecting body for deflecting the solid fuel jet emerging from the first pipe is arranged in extension of the first pipe, as known in principle from the prior art.
  • first a 180 ° deflection of the solid fuel jet is achieved immediately after exiting the first tube, which requires intensive mixing with the combustion air.
  • the mechanical stability of the thermally heavily loaded in the operation of the burner deflecting body has been found in studies by the applicant as problematic.
  • a further aspect of the present invention relates to a burner arrangement for an oven, in particular for a ring-shaft furnace for burning limestone, with a burner housing defining a combustion space and a burner unit according to one of claims 1 to 11.
  • the combustion chamber is formed substantially cylindrical, wherein the burner unit projects substantially coaxially into the combustion chamber.
  • the burner housing comprises a spiral housing into which a further combustion air duct tangentially opens. This makes it possible that further combustion air enters the burner housing with a combustion air that is significantly higher in comparison to the combustion air emerging from the second tube and due to the tangential flow
  • the spiral housing is strongly twisted.
  • the correspondingly twisted from the volute casing into the combustion chamber combustion air can be intensively mixed with the emerging from the second tube combustion air and dusty solid fuel and with the exiting from a third tube additional fuel, so that a complete combustion of the dusty solid fuel even at substoichiometric Zubowung from the second tube exiting combustion air is ensured.
  • the spiral housing is preferably arranged in the flow direction of the dust-like solid fuel in front of the combustion chamber.
  • the twist directions of the two air streams are preferably in the same direction, in order to achieve a particularly intensive mixing,
  • That combustion air is blown from a second tube surrounding the first tube in the combustion chamber and
  • auxiliary fuel a gaseous auxiliary fuel, in particular natural gas, is preferably used.
  • This is highly flammable and capable of providing the thermal energy necessary for complete combustion, particularly of high solids fumed solid fuels.
  • dust-like solid fuels are preferably Kohlesta ⁇ be used.
  • Particularly preferred is the use of petroleum coke dust or brown coal dust. Brown coal dust is characterized by a comparatively low
  • Ignition temperature of about 700 0 C, so that here the use of the additional fuel is necessary to bridge the temperature difference between the temperature of the combustion air and the ignition temperature of the petroleum coke dust.
  • Solid fuel also without additional fuel for the purpose of raising the temperature level in the combustion chamber ensures.
  • the exit velocity of the Forder Kunststoff for the dust-like solid fuel v FL ⁇ about 15 m / sec.
  • the pulse current of the Forderluft / fuel mixture is limited upwards.
  • the length of the flame can be limited and thus damage to the refractory lining of the furnace fired by the firing unit can be avoided.
  • FIG. 1 shows a burner arrangement known from the prior art
  • Fig. 2 shows an improved burner assembly in particular for a ring shaft furnace for burning limestone
  • Fig. 3 shows the burner assembly of FIG. 2 in a modified embodiment
  • Fig. 1 a known from the prior art burner assembly is shown.
  • the burner assembly comprises a burner housing 100 with a rotationally symmetrical combustion chamber 200, which initially widens conically in the transport direction of the fuel or in the propagation direction of the flame and then conically rejuvenated dusenformig conical up to the burner output.
  • a central tube 300 disposed coaxially with the combustion chamber 200, dust-like solid fuel is pneumatically, i. in a so-called. Primarluftstrom, required and exits at the free end 300 a of the central tube 300 from this.
  • Zubuchung 500 in the Brennraur ⁇ 200 at its closed end injected secondary combustion air is in Combustion chamber 200 twisted, as indicated by the spiral line S.
  • An intensive mixing of the dusty solid fuel with the twisted secondary air is achieved in that the dust-like solid fuel at exnem arranged in extension of the central tube 300
  • Stromungsumscher 400 is deflected by about 180 ° from its original Str ⁇ mungsrichtu ⁇ g. This return flow thus mixes with the twisted secondary air, so that a dust mass enriched with air flows through the combustion chamber 200 in the direction of its output and passes into the burner flame B.
  • tertiary combustion air is still stepped through several tangentially arranged nozzles introduced into the combustion chamber 200 to support the swirl flow in the combustion chamber 200.
  • FIG. 2 shows an improved burner arrangement A compared to FIG. 1.
  • the burner assembly A comprises a housing 1 which encloses a presently cylindrical combustion chamber 2.
  • a volute 3 is arranged, via soft combustion air or a mixture of so-called.
  • Propellant and Weggebowtem Umwalzgas (a partial flow of the kiln exhaust gases, see Fig. 4) can be introduced tangentially with very high volume flow into the combustion chamber 2.
  • side of Schneckengehauses 3 of the burner block 4 is arranged with conically widening inner cross-section, in which the Brenneremheii described below is arranged substantially coaxially.
  • the burner unit comprises a first tube 5 for the demand of dusty solid fuel, in this case petroleum coke dust P, in a Forderluftstrom. This is fed to the first tube 5 via a conveyor tube 5b.
  • the inner diameter of the first tube 5 and that of the conveyor tube 5b are identical. This ensures that the mass flow of the solid fuel / Forderiuft mixture proportional to the pulse flow of solid fuel / Forderiuft mixture through the first tube 5 is not too large, so that the length of the flame forming in the combustion chamber 2 is limited.
  • the first tube 5 is designed to be axially displaceable, so that the optimal axial exit point for the dust-like solid fuel can be determined from the point of view of flow engineering. Furthermore, the free end of the pipe can be nachgeschreibx in a possible burn-off of the tip due to ongoing high thermal stress during operation of the burner unit.
  • a stuffing box 5a is provided for sealing the first tube 5 with respect to the other construction.
  • a second tube 6 Coaxially to the first tube 5, a second tube 6 is arranged, in which the first tube 5 is received.
  • the second tube 6 serves to promote secondary combustion air S in the combustion chamber 2, which can be supplied to the second tube 6 via a radial line 6a.
  • a third tube 7 is received, which serves to promote an additional fuel, in this case natural gas E. This is in turn fed to the third tube via a radial line 7a.
  • the third tube 7 has a conical section 7b at its free end.
  • each air or fuel / conveying air flows conically divergent along the longitudinal axis of the combustion chamber 2 propagate.
  • the second tube 6 also has, near its free end, a swirl body 8, which in the present case is annularly designed as a vane ring with guide vanes which are distributed over the circumference of an annular base body and rotated with respect to the axis of symmetry of the base body.
  • a swirl body 8 which in the present case is annularly designed as a vane ring with guide vanes which are distributed over the circumference of an annular base body and rotated with respect to the axis of symmetry of the base body.
  • the operation of the burner assembly A according to FIG. 2 is the following:
  • a mixture of the dust-like solid fuel (petcoke dust P) and a transport air flow (so-called primary air) is introduced via the Forderrohr 5b and required by the first tube 5 in the combustion chamber 2, wherein the solid fuel jet in the region of the burner block 4 from the first tube 5 exits.
  • the exit velocity ⁇ er Forderluft for dust-based solid fuel amounts to preferably ⁇ about 15 m / sec, in order to limit the momentum flow of the fuel-air mixture against the background of a limitation of the flame length total.
  • Solid fuel P and the additional gaseous fuel E is achieved in that on the Spiralgehause 3 more preheated combustion air or a mixture of preheated combustion air and recirculating exhaust gas (so-called injection air 1 ⁇ tangential and high
  • volumetric flow is introduced into the combustion chamber 2. Due to the geometric design of the Spiralgehauses 3 and the tangential introduction, this air flow is also strongly twisted, as indicated by the spiral line D. With increasing distance from the burner unit then the swirled injection air I, the emerging from the second tube 6 preferably co-twisted secondary combustion air S, the emerging from the third tube 1 natural gas stream E and exiting from the first tube 5 dusty solid fuel P for not shown open end of the combustion chamber towards intensively mixed and completely converted to hot gases.
  • the burner arrangement A 'modified with respect to the burner arrangement A from Fig. 2 differs from the former in that the first pipe 5 "has, in extension of its free end, a deflection body 9 for deflecting the solid fuel jet P emerging from the first pipe a further improved mixing between solid fuel P, additional gaseous fuel (natural gas E) and secondary combustion air S.
  • the mechanical stability of the deflecting body 9 has proved to be problematic if the thermal load continues.
  • FIG. 4 The integration of a burner arrangement A according to FIG. 2 or a burner arrangement A 'according to FIG. 3 into a ring-shaft furnace for burning limestone is shown in FIG. 4 shown.
  • the annular shaft furnace of Fig. 4 is of the type
  • the oven has a cylindrical outer shell, which is divided into a top shaft 20 and a main shaft 10.
  • the inner shaft wall of the main shaft 10 is formed by a lower inner cylinder 30, which is the
  • Oberschachtes 20 by an upper inner cylinder 40 by an upper inner cylinder 40.
  • a plurality of burner assemblies A of the type described in connection with FIG. 2 are arranged in a lower burner level, of which m is the present sectional view visible.
  • the Brennereinhej th the upper burner level can also be formed in the inventive manner.
  • the granular material G (limestone) to be fired is placed in the annular shaft kiln and, owing to gravity, first moves through the preheating zone VZ, where it is heated in countercurrent by exhaust gases rising from the combustion zone BZ. As soon as the firing material G has passed the upper inner cylinder 40, it enters the combustion zone BZ and is burned there in countercurrent and below the lower burner level with the burner arrangements A in DC. Subsequently, the now fired Good G * enters the Kuhlzone KZ, where it is again cooled in countercurrent. Finally, the product G * is discharged from the annular shaft furnace.
  • m of the preheating zone VZ of the upper shaft 20 flows into an exhaust part ⁇ : rom in the upper inner cylinder 40 and from there into a recuperator unit 70, where it heats a three-air flow path.
  • the injection air provided by the injectors 50 often does not have those for the ignition of the
  • Another advantage of the presented burner concept is that existing burners can be easily converted in such a way that they also allow the use of an additional fuel such as natural gas.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Brennereinheit für staubförmigen Festbrennstoff (P) mit einem ersten Rohr (5, 5' ) zur Förderung des Festbrennstoffes (P) in einer ersten Förderrichtung und mit einem das erste Rohr (5) umgebenden zweiten Rohr (6) zur Förderung von Verbrennungsluft (S). Erfindungsgemäß ist die Brennereinheit dadurch gekennzeichnet, dass ein das erste Rohr (5, 5') umgebendes drittes Rohr (7) zur Förderung eines Zusatzbrennstoffes (E) vorgesehen ist. Ferner betrifft die Erfindung eine Brenneranordnung (A, A' ) mit einer Brennereinheit der vorstehend genannten Art sowie ein Verfahren zum Brennen von staubförmigem Festbrennstoff und einen Ofen.

Description

Brennereinheit und Brenneranordnung für staubförmigen
Festbrennstoff
Die Erfindung betrifft eine Brennereinheit für staubtorraigen Festbrennstoff. Ferner betrifft die Erfindung eine Brenneranordnung für einen Ofen, insbesondere für einen Ringschachtofen zum Brennen von Kalkstein, sowie einen solchen Ofen.
Brennereinheiten der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. Unter anderem werden sie in
Schachtofenanlagen, beispielsweise in Ringschachtofen zum Brennen von Kalkstein, eingesetzt. Hierbei besteht die besondere verfahrenstechnische Herausforderung darin, eine möglichst vollständige Umsetzung des staubförmigen Brennstoffes, beispielsweise Petrolkoksstaubr in Heißgase zu erreichen, um den Energiegehalt des staubförmigen Festbrennstoffs möglichst vollständig nutzen zu können.
Aus der DE 10 2006 035 174 Al ist eine Brennereinheit für staubförmigen Festbrennstoff, speziell grünen
Petrolkoksstaub, bekannt, bei der der über eine Lanze m einen Brennraum eingeblasene staubformige Festbrennstoff nach Austritt aus der Lanze zunächst auf einen in Verlängerung der Lanze angeordneten Umlenkkorper trifft, wodurch er am ca. 180° in die entgegengesetzte Richtung umgelenkt wird, wobei sich die derart erzeugte Ruckstromung mit tangential in den Brennraum eingeblasener Sekundarluft vermischt. Das sich dabei einstellende Gemisch wird m Richtung des Ausgangs des Brennraums transportiert, wobei es bei optimalen Bedingungen vollständig m Heißgase umgesetzt wird.
Bei dieser Brennereinheit besteht jedoch regelmäßig das Problem, dass die m den Brennraum eingeblasene Verbrennungsluft oftmals nicht die erforderliche Zundtemperatur für der. staubformigen Festbrennstoff bereitstellen kann, so dass sich der staubformige Festbrennstoff nicht oder nur unvollständig entzündet. Dies steht einem effizienten Betrieb der Brennereinheit entgegen.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Brenneremheit der eingangs genannten Art anzugeben, die auch bei unterschiedlichen Betriebsbedingungen, insbesondere unterschiedlichen Verbrennungslufttemperaturen, und bei der Verwendung unterschiedlich zusammengesetzter Festbrennstoffe einen stabilen und effizienten Brennerbetrieo ermöglicht, so dass der eingeblasene staubformige Festbrennstoff zu ^eder Zeit vollständig m Heißgase umgewandelt wird. Ferner soll eine entsprechende Brenneranordnung angegeben werden.
Die Aufgabe wird mit einer Brennereinheit für staubformigen Fesπbrennstoff gelost, die ein erstes Rohr zur Forderung des Festbrennstoffes in einer ersten Forderrichtung und ein das erste Rohr umgebendes zweites Rohr zur Forderung von
Verbrennungsluft und ein das erste Rohr umgebendes drittes Rohr zur Forderung eines Zusatzbrennstoffes unfasst.
Die erfmdungsgemaße Brennereinheit ist m verschiedener Hinsicht gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Brennereinheiten vorteilhaft. So bewirkt einerseits die aus dem das erste Rohr umgebenden zweiten Rohr austretende Verbrennungsluft, dass der staubformige Festbrennstoff, der von der Verbrennungsluft zunächst kegel- oder trichterförmig eingehüllt ist, kontrolliert in dem Brennraαm, in den die Brennereinheit eingebaut ist, gefuhrt wird und sich somit in einer unter stromungstechnischen Gesichtspunkten und unter dein Aspekt einer räumlich gleichmäßigen Verbrennung optimalen Weise ausbreitet. Durch den Verorennungsluftkegel lasst sich zudem die Länge der Flamme direkt kontrollieren, so dass die diese auf die räumlichen Gegebenheiten in einem Ofen anpassbar ist.
Mittels des Zusatzbrennstoffes, welcher durch ein drittes, das erste Rohr ebenfalls umgebendes Rohr gefuhrt wird, ist sichergestellt, dass stets genug thermische Energie im Brennraum zur Verfugung steht, um den mit einem
Forderluftstrom durch das erste Rohr transportierten staubformigen Festbrennstoff vollständig zu zünden. Das Konstruktionsprinzip ineinander verschachtelter Rohre ermöglicht zudem die einfache Aufrüstung bestehender Brennereinheiten für staubformige Festbrennstoffe.
Bevorzugt handelt es sich daher bei dem Zusatzbrennstoff um einen leicht entzündlichen gasformigen Zusatzbrennstoff, beispielsweise Erdgas . Dementsprechend ist das dritte Rohr bevorzugt für die Förderung eines gasförmigen Zusatzbrennstoffes ausgebildet.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das dritte Rohr in radialer Richtung zwischen dem ersten und dem zweiten Rohr angeordnet. Hierdurch wird sichergestellt, dass der aus dem zweiten und entsprechend äußeren Rohr austretende Verbrennungsluftstrom sowohl den aus dem ersten Rohr austretenden staubförmigen Festbrennstoff als auch den aus dem dritten Rohr austretenden Zusatzbrennstoff kegel- bzw. trichterförmig einhüllt.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das freie Ende des dritten Rohres gegenüber dem freien Ende des ersten Rohres zurückversetzt. Ferner ist bevorzugt das freie Ende des zweiten Rohres im Wesentlichen auf Hohe des freien Endes des dritten Rohres angeordnet. Erstes, zweites und drittes Rohr sind somit ineinandergesteckt, wobei die jeweiligen freien Enden des zweiten und dritten Rohres gegenüber dem ersten Rohr stufenförmig zurückversetzt sind, so dass die aus den einzelnen Rohrenden jeweils austretenden Verbrennungsluft- bzw. Brennstoff/Forderluft-Strόmungen sich aufweiten können, um - ab einem gewissen Abstand zum
Austrittspunkt - den gesamten Brennraumquerschnitt ausfüllen zu können.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das erste Rohr in dem umgebenden zweiten Rohr und dritten Rohr axial verlagerbar ausgebildet. Hierdurch kann der aus stromungstechnischer Sicht optimale axiale Austrittspunkt für den staubfόrmigen Festbrennstoff festgelegt werden. Sollte sich das erste Rohr im Dauerbetrieb der Brennereinheit: aufgrund der starken thermischen Belastung verkürzen, so kann das erste Rohr aufgrund der axialen Verstellbarkeit entsprechend nachgeführt werden.
Um eine vollständige und robuste Abdichtung des derart axial verlagerbaren ersten Rohres gegenüber der ortsfesten Konstruktion zu erreichen, ist nach einer weiteren Ausgestaltung vorgesehen, dass das erste Rohr mittels einer Stopfbuchse abgedichtet ist.
Dient der erfindungsgemaße Brenner beispielsweise zur Befeuerung eines Ringschachtofens, so ist sicherzustellen, άass die axiale Ausdehnung der Brennerflamme begrenzt wird, so dass eine dauerhafte Beaufschlagung des Innenzylinders des Ringschachtofens, die mit einer langfristigen Schädigung des Feuerfestmaterials verbunden wäre, vermieden wird. Hierzu ist nach einer weiteren Ausgestaltung vorgesehen, dass das
Gemisch aus staubförmigem Festbrennstoff und Förderluft dem ersten Rohr über ein Forderrohr zugeführt wird, wobei der Innendurchmesser des ersten Rohres kleiner oder gleich dem Innendurchmesser des Fόrderrohres ist. Hierdurch wird eine Begrenzung der axialen Flammenausdehnung infolge eines begrenzten Massestroms und damit eines begrenzten Impulsstroms erreicht.
Der Impuls ström IP ist hierbei wie folgt definiert:
mit m : Massestrom in kg/sec; BS: Brennstoff; FL: Forderluft.
Um eine vollständige Verbrennung des staubförmigen Festbrennstoffes zu erreichen, ist es letztlich erforderlich, dass sich die Verbrennungsluft und der staubförmige
Festbrennstoff aus dem ersten und zweiten Rohr vollständig vermischen. Ferner ist entscheidend, dass das aus Verbrennungsluft und staubfόrmigem Festbrennstoff gebildete Gemisch über den gesamten Querschnitt des Brennraums gleichmaßig verteilt ist. Ferner muss, wie bereits erwähnt, die Begrenzung der Flammenlange sichergestellt werden, um eine Beschädigung der feuerfesten Ausmauerung zu vermeiden. Hierfür ist nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass im zweiten Rohr nahe seiner Mündung ein Drallkörper zur Erzeugung einer Drallströmung in der aus dem zweiten Rohr austretenden Verbrennungsluft angeordnet ist.
Mittels eines solchen Drallkörpers wird eine sich kegelförmig aufweitende, stark verdrallte Luftströmung als turbulenter Freistrahl erreicht, die die Flammenlange durch die Erzeugung eines Unterdrucks im umschlossenen Kegelvolumen begrenzt und zudem eine besonders gleichmaßige Verteilung mit einem hohen Vermischungsgrad über den Brennraumquerschnitt sicherstellt.
Der Drallkorper seinerseits kann verschiedene Formen annehmen. Bevorzugt ist er ringförmig, insbesondere als Leitschaufelkranz mit über den Umfang eines ringförmigen
Grundkόrpers verteilten, zur Symmetrieachse des Grundkörpers verdrehten Leitschaufeln, ausgebildet.
Eine weiter verbesserte Vermischung zwischen Verbrennungsluft und staubförmigem Festbrennstoff kann erreicht werden, wenn in Verlängerung des ersten Rohres ein Umlenkkόrper zur Umlenkung des aus dem ersten Rohr austretenden FestbrennstoffStrahls angeordnet ist, wie aus dem Stand der Technik im Prinzip bekannt. Hierdurch wird zunächst eine 180 °-Umlenkung des FestbrennstoffStrahls unmittelbar nach Austritt aus dem ersten Rohr erreicht, was eine intensive Vermischung mit der Verbrennungsluft befordert. Jedoch hat sich die mechanische Stabilität des im Betrieb des Brenners thermisch stark belasteten Umlenkkörper in Untersuchungen der Anmelderin als problematisch erwiesen. Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Brenneranordnung für einen Ofen, insbesondere für einen Ringschachtofen zum Brennen von Kalkstein, mit einem einen Brennraum definierenden Brennergehause und einer Brennereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 11.
Für die Vorteile dieser Brenneranordnung gilt das vorstehend Gesagte in analoger Weise.
Bevorzugt ist der Brennraum im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet, wobei die Brennereinheit im Wesentlichen koaxial in den Brennraum hineinragt.
Nach einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Brennergehause ein Spiralgehause, in das eine weitere Verbrennungsluftleitung tangential mundet. Hierdurch wird ermöglicht, dass weitere Verbrennungsluft mit einem im Vergleich zu der aus dem zweiten Rohr austretenden Verbrennungsluft deutlich höheren Volumenstrom in das Brennergehause eintritt und infolge des tangentialen
Eintritts und der speziellen konstruktiven Ausgestaltung des Spiralgehäuses stark verdrallt wird. Die aus dem Spiralgehäuse entsprechend verdrallt in den Brennraum eintretende Verbrennungsluft kann sich intensiv mit der aus dem zweiten Rohr austretenden Verbrennungsluft und dem staubfόrmigen Festbrennstoff sowie mit dem aus einem dritten Rohr austretenden Zusatzbrennstoff vermischen, so dass eine vollständige Verbrennung des staubformigen Festbrennstoffes auch bei unterstochiometrischer Zufuhrung der aus dem zweiten Rohr austretenden Verbrennungsluft sichergestellt ist. Hierzu ist das Spiralgehause bevorzugt in Strόmungsrichtung des staubformigen Festbrennstoffes vor dem Brennraum angeordnet. Ferner sind, soweit auch die aus dem zweiten Rohr austretende Verbrennungsluft verdrallt ist, die Drallrichtungen der beiden Luftstrome bevorzugt gleichsinnig, um eine besonders intensive Durchmischung zu erzielen,
Die eingangs genannte Aufgabe wird verfahrensmaßig mit einem Verfahren zum Brennen von staubformigem Festbrennstoff xn einer Brenneranordnung, insbesondere einer Brenneranordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gelost,
- dass der staubformige Festbrennstoff in einer ersten Forderrichtung mittels eines Forderluftstroms aus einem ersten Rohr einer Brennereinheit in einen Brennraum geblasen wird,
- dass Verbrennungsluft aus einem das erste Rohr umgebenden zweiten Rohr in den Brennraum geblasen wird und
- dass ein Zusatzbrennstoff aus einem das erste Rohr ebenfalls umgebenden dritten Rohr in den Brennraum geblasen wird.
Für die Vorteile des erfindungsgemaßen Verfahrens gilt wiederum das vorstehend Gesagte entsprechend.
Als Zusatzbrennstoff wird bevorzugt ein gasformiger Zusatzbrennstoff, insbesondere Erdgas verwendet. Dieser ist leicht entzündlich und dafür geeignet, die für die vollständige Verbrennung insbesondere von staubformigen Festbrennstoffen mit hoher Zundtemperatur notwendige thermische Energie bereitzustellen. Als staubformige Festbrennstoffe kommen bevorzugt Kohlestaαbe zu Einsatz. Besonders bevorzugt ist die Verwendung von Petrolkoksstaub oder Braunkohlestaub. Braunkohlestaub zeichnet sich durch eine vergleichsweise niedrige
Zundtemperatur von ca. 45O0C aus, so dass der Einsatz eines Zusatzbrennstoffes im stationären Betrieb der Brennereinheit oftmals nicht mehr erforderlich ist, da die geforderten Zundtemperaturen bereits durch den Verbrennungsluftstrora bereitgestellt werden. Petrolkoksstaub weist hingegen eine
Zündtemperatur von ca. 7000C auf, so dass hier regelmäßig der Einsatz des Zusatzbrennstoffes notwendig ist, um die Temperaturdifferenz zwischen der Temperatur der Verbrennungsluft und der Zundtemperatur des Petrolkoksstaubs zu überbrücken.
Im Rahmen des Verfahrens ist es somit möglich, die Einleitung des Zusatzbrennstoffes abzuschalten, sobald im Brennraum genügend thermische Energie dauerhaft zur Verfugung steht, die eine vollständige Verbrennung des staubformigen
Festbrennstoffes auch ohne Zusatzbrennstoff zum Zwecke der Anhebung des Temperaturniveaus im Brennraum sicherstellt.
Nach einer weiteren Ausgestaltung des erfindαngsgemaßen Verfahrens beträgt die Äustrittsgeschwindigkeit der Forderluft für den staubformigen Festbrennstoff vFL < ca. 15 m/sec. Hierdurch wird der Impulsstrom des Forderluft/Brennstoff-Gemisches nach oben begrenzt. Durch diese Begrenzung des Impulsstromes kann wiederum die Lange der Flamme begrenzt und somit eine Beschädigung der feuerfesten Ausmauerung des durch die Brenneinheit befeuerten Ofens vermieden werden. Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausfuhrungsbeispiel darstellenden Zeichnung naher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine aus dem Stand der Technik bekannτe Brenneranordnung,
Fig. 2 eine verbesserte Brenneranordnung insbesondere für einen Ringschachtofen zum Brennen von Kalkstein und
Fig. 3 die Brenneranordnung aus Fig. 2 in einer modifizierten Ausführung und
Fig. 4 einen Ringschachtofen zum Brennen von Kalkstein mit Brenneranordnungen gemäß Fig. 2.
In Fig. 1 ist eine aus dem Stand der Technik bekannte Brenneranordnung dargestellt. Die Brenneranordnung umfasst ein Brennergehause 100 mit einem rotationssymmetrischen Brennraum 200, welcher sich in Transportrichtung des Brennstoffes bzw. in Ausbreitungsrichtung der Flamme zunächst konisch erweitert und anschließend bis zum Brennerausgang dusenformig konisch wieder verjungt. Durch ein koaxial mit dem Brennraum 200 angeordnetes Zentralrohr 300 wird staubformiger Festbrennstoff pneumatisch, d.h. in einem sog. Primarluftstrom, gefordert und tritt an dem freien Ende 300a des Zentralrohrs 300 aus diesem aus.
Die über eine tangential zum Brennraum 200 angeordnete
Zufuhrung 500 in den Brennraurα 200 an dessen geschlossenem Ende eingeblasene sekundäre Verbrennungsluft wird im Brennraum 200 verdrallt, wie durch die Spirallinie S angedeutet. Eine intensive Vermischung des staubfόrmigen Festbrennstoffes mit der verdrallten Sekundarluft wird dadurch erreicht, dass der staubformige Festbrennstoff an exnem in Verlängerung des Zentralrohrs 300 angeordneten
Stromungsumlenker 400 um ca. 180° aus seiner ursprunglichen Strόmungsrichtuπg abgelenkt wird. Diese Rückströmung vermischt sich also mit der verdrallten Sekundärluft, so dass eine stark mit Luft angereicherte Staubmenge durch den Brennraum 200 in Richtung seines Ausgangs strömt und in die Brennerflamme B übergeht. Zusätzlich zur sekundären Verbrennungsluft wird noch über mehrere tangential angeordnete Düsen 600 tertiäre Verbrennungsluft gestuft in den Brennraum 200 eingeleitet, um die Drallstromung im Brennraum 200 zu unterstützen.
Bei dieser aus dem Stand der Technik bekannten Konstruktion kommt es immer wieder vor, dass insbesondere bei zu geringer Temperatur der zugefuhrten Verbrennungsluft in den Brennraum 200 eingeblasene staubfόrmige Festbrennstoffe mit hoher
Zundtemperatur nicht oder nicht vollständig zünden, so dass die Verbrennung insgesamt ineffizient ist.
In Fig. 2 ist eine gegenüber der Fig. 1 verbesserte Brenneranordnung A dargestellt. Diese kann beispielsweise in einem Ringschachtofen zum Brennen von Kalkstein eingesetzt werden, ist auf diesen Einsatz jedoch nicht beschrankt. Die Brenneranordnung A umfasst ein Gehäuse 1, welches einen vorliegend zylindrischen Brennraum 2 umschließt. In Λusbreitungsrichtung der Strömung vor dem Brennraum 2 ist ein Spiralgehäuse 3 angeordnet, über weiches Verbrennungsluft oder eine Gemisch aus sog. Treibluft und rückgefuhrtem Umwalzgas (ein Teilstrom der Ofenabgase, vgl. Fig. 4) tangential mit sehr hohem Volumenstrom in den Brennraum 2 eingeleitet werden kann. Auf der vom Brennraum 2 abgewandten Seite des Schneckengehauses 3 ist der Brennerstein 4 mit sich konisch erweiterndem Innenquerschnitt angeordnet, in welchem die im Folgenden beschriebene Brenneremheii im Wesentlichen koaxial angeordnet ist .
Die Brennereinheit umfasst ein erstes Rohr 5 zur Forderung von staubformigem Festbrennstoff, vorliegend Petrolkoksstaub P, in einem Forderluftstrom. Dieser wird dem ersten Rohr 5 über ein Forderrohr 5b zugeführt. Vorliegend sind der Innendurchmesser des ersten Rohres 5 und der des Forderrohres 5b identisch ausgebildet. Hierdurch wird erreicht, dass der zum Impulsstrom des Festbrennstoff/Forderiuft-Gemisches proportionale Massenstrom des Festbrennstoff/Forderiuft- Gemisches durch das erste Rohr 5 nicht zu groß ist, so dass die Lange der sich im Brennraum 2 bildenden Flamme insgesamt begrenzt ist.
Das erste Rohr 5 ist vorliegend axial verlagerbar ausgebildet, so dass der aus stromungstechnischer Sicht optimale axiale Austrittspunkt für den staubformigen Festbrennstoff festgelegt werden kann. Ferner kann das freie Rohrende bei einem möglichen Abbrand der Spitze infolge andauernder hoher thermischer Belastung im laufenden Betrieb der Brennereinheit nachgefuhrx werden. Zur Abdichtung des ersten Rohres 5 gegenüber der übrigen Konstruktion ist eine Stopfbuchse 5a vorgesehen.
Koaxial zum ersten Rohr 5 ist ein zweites Rohr 6 angeordnet, in welchem das erste Rohr 5 aufgenommen ist. Das zweite Rohr 6 dient der Förderung von sekundärer Verbrennungsluft S in den Brennraum 2, die dem zweiten Rohr 6 über eine radiale Leitung 6a zugeführt werden kann. In dem zwischen zweitem Rohr 6 und erstem Rohr 5 gebildeten Ringvolumen ist schließlich ein drittes Rohr 7 aufgenommen, welches der Förderung eines Zusatzbrennstoffes, vorliegend Erdgas E, dient. Dieser wird dem dritten Rohr wiederum über eine radiale Leitung 7a zugeführt. Vorliegend weist das dritte Rohr 7 an seinem freien Ende einen konischen Abschnitt 7b auf.
Wie der Fig. 2 zu entnehmen ist, sind das freie Ende des dritten Rohres 7 und das des zweiten Rohres 6 gegenüber dem des ersten Rohres 5 zurückversetzt. Untereinander sind die freien Enden des zweiten und dritten Rohres 6, 7 im
Wesentlichen auf gleicher Höhe angeordnet.. Hierdurch können sich die aus den Rohrenden jeweils austretende Luft- bzw. Brennstoff-/Förderluftströmungen kegelförmig divergent entlang der Längsachse des Brennraums 2 ausbreiten.
Das zweite Rohr 6 weist nahe seinem freien Ende zudem einen Drallkörper 8 auf, welcher vorliegend ringförmig als Leitschaufelkranz mit über den Umfang eines ringförmigen Grundkörpers verteilten, zur Symmetrieachse des Grundkörpers verdrehten Leitschaufeln ausgebildet ist. Hierdurch wird eine verdrallte Sekundärluftströmung erzeugt, wie im Folgenden noch ausgeführt wird.
Die Funktionsweise der Brenneranordnung A gemäß Fig. 2 ist die Folgende: In das erste Rohr 5 wird über das Forderrohr 5b ein Gemisch aus dem staubformigen Festbrennstoff ( Petrolkoksstaub P) und einem Transportluftstrom (sogenannte Primarluft) eingeleitet und durch das erste Rohr 5 in den Brennraum 2 gefordert, wobei der Festbrennstoffstrahl im Bereich des Brennersteins 4 aus dem ersten Rohr 5 austritt. Die Austrittsgeschwindigkeit αer Forderluft für den staubforraigen Festbrennstoff betragt dabei bevorzugt < ca. 15 m/sec, um den Impulsstrom des Brennstoff-Luft-Gemisches vor dem Hintergrund einer Begrenzung der Flammenlange insgesamt zu begrenzen.
Aus dem zwischen der äußeren Flache des ersten Rohrs 5 und der Innenflache des dritten Rohrs 7 gebildeten Ringkanal tritt der über die Leitung 7a in das dritte Rohr 7 eingeleitete gasformige Zusatzbrennstoff (Erdgas E) in einer ebenfalls divergenten Strömung aus und hüllt den Festbrennstoffstrahl kegelförmig ein. Die aus dem freien Ende des zweiten Rohrs 6 austretende sekundäre Verbrennungsluft S wird durch den Drallkorper 8 stark verdrallt und weitet sich ebenfalls kegelförmig auf, wobei sie die Erdgas- und die
FestbrennstoffStrömung EΛ P umhüllt. Die über das zweite Rohr 6 in den Brennraum 2 eingeleitete sekundäre Verbrennungsluft S ermöglicht aufgrund ihres vergleichsweise geringen Volumenstroms nur eine unterstochiometrische Verbrennung. Eine vollständige Verbrennung des staubformigen
Festbrennstoffes P und des gasformigen Zusatzbrennstoffes E wird dadurch erreicht, dass über das Spiralgehause 3 weitere vorgewärmte Verbrennungsluft oder ein Gemisch aus vorgewärmter Verbrennungsluft und rezirkulierendem Abgas (sogenannte Injektionsluft 1} tangential und mit hohem
Volumenstrom in den Brennraum 2 eingeleitet wird. Aufgrund der geometrischen Ausgestaltung des Spiralgehauses 3 und der tangentialen Einleitung wird dieser Luftstrom ebenfalls stark verdrallt, wie durch die Spirallinie D angedeutet. Mit zunehmendem Abstand von der Brennereinheit werden dann die verdrallte Injektionsluft I, die aus dem zweiten Rohr 6 austretende bevorzugt gleichsinnig verdrallte sekundäre Verbrennungsluft S, der aus dem dritten Rohr 1 austretende Erdgasstrom E sowie der aus dem ersten Rohr 5 austretende staubförmige Festbrennstoff P zum nicht dargestellten offenen Ende des Brennraums hin intensiv vermischt und vollständig zu Heißgasen umgesetzt.
Die gegenüber der Brenneranordnung A aus Fig. 2 modifizierte Brenneranordnung A' unterscheidet sich von der erstgenannten dadurch, dass das erste Rohr 5" in Verlängerung seines freien Endes einen Umlenkkörper 9 zur Umlenkung des aus dem ersten Rohr austretenden FestbrennstoffStrahls P aufweist. Durch diese Umlenkung kann eine weiter verbesserte Vermischung zwischen Festbrennstoff P, gasförmigem Zusatzbrennstoff (Erdgas E) und sekundärer Verbrennungsluft S erreicht werden. Als problematisch hat sich jedoch die mechanische Stabilität des Umlenkkörpers 9 bei andauernder thermischer Belastung herausgestellt. Bevorzugt wird daher eine Brenneranordnung A gemäß Fig. 2 eingesetzt.
Die Integration einer Brenneranordnung A gemäß Fig. 2 oder einer Brenneranordnung A' gemäß Fig. 3 in einen Ringschachtofen zum Brennen von Kalkstein ist in der FIg. 4 dargestellt .
Der Ringschachtofen der Fig. 4 ist nach der Bauart
"Beckenbach" aufgebaut und soll zum Zwecke des prinzipiellen Verständnisses im Folgenden kurz beschrieben werden. Der Ofen weist einen zylindrischen Außenmantel auf, der sich in einen Oberschacht 20 sowie einen Hauptschacht 10 unterteilt. Die innere Schachtwand des Hauptschachtes 10 wird durch einen unteren Innenzylinder 30 gebildet, die des
Öberschachtes 20 durch einen oberen Innenzylinder 40. In der Brennzone BZ sind eine Mehrzahl von Brenneranordnungen A der im Zusammenhang mit Fig. 2 beschriebenen Art in einer unteren Brennerebene angeordnet, von denen eine m der vorliegenden Schnittzeichnung sichtbar ist. Die Brennereinhej ten der oberen Brennerebene können ebenfalls in der erfmdungsgemaßen Weise ausgebildet sein.
Im Betrieb des Ringschachtofens wird das zu brennende kornige Gut G (Kalkstein) m den Ringschachtofen aufgegeben und wandert schwerkraftbedingt zunächst durch die Vorwarmzone VZ, wo es im Gegenstrom durch aus der Brennzone BZ aufsteigende Abgase aufgeheizt wird. Sobald das Brenngut G den oberen Innenzylinder 40 passiert hat, tritt es in die Brennzone BZ ein und wird dort zunächst im Gegenstrom und unterhalb der unteren Brennerebene mit den Brenneranordnungen A im Gleichstrom gebrannt . Anschließend tritt das nunmehr gebrannte Gut G* in die Kuhlzone KZ ein, wo es wiederum im Gegenstrom abgekühlt wird. Abschließend wird das Gut G* aus derr Ringschachtofen ausgetragen.
Wie in Fig. 4 erkennbar, strömt m der Vorwarmzone VZ des Oberschachtes 20 ein Abgasteilsτ:rom in den oberen Innenzylinder 40 ein und gelangt von dort in eine Rekuperatoreinheit 70, wo er einen Treioluftstroπv erwärmt. Dieser speist mit den Brenneranordnungen A verbundene, sogenannte Injektoren 50 zusammen mit einem Abgasteilstrom, der seinerseits über den unteren Innenzylinder 30 und eine Ringleitung in die Injektoren 50 einströmt.
Die von den Injektoren 50 bereitgestellte Injektionsluft weist oftmals nicht die für das Entzünden des
Petrolkoksstaubes als staubformigen Festbrennstoff erforderliche Temperatur von ca. 7000C auf. Die für ein vollständiges Verbrennen des Petrolkoksstaubs erforderliche zusatzliche thermische Energie wird nun in vorteilhafter Weise durch den in der Brenneranordnung A bzw. A' in den Brennraum 2 eingeleiteten gasförmigen Zusatzbrennstoff (vorliegend Erdgas) bereitgestellt, so dass zu jeder Zeit gewährleistet ist, dass der Petrolkoksstaub vollständig in Heißgase umgesetzt wird, die einen effizienten Betrieb des Ringschachtofens gewährleisten.
Ein weiterer Vorteil des vorgestellten Brennerkonzepus besteht darin, dass bestehende Brenner in einfacher Weise derart umgerüstet werden können, dass sie auch den Einsatz eines Zusatzbrennstoffes wie Erdgas ermöglichen.

Claims

Patentansprüche
1. Brennereinneit für staubformigen Festbrennstoff (P) mit einem ersten Rohr (5, 5') zur Forderung des Festbrennstoffes (P) m einer ersten Forderrxchtung und mit einem das erste Rohr (5) umgebenden zweiten Rohr (6) zur Forderung von Verbrennungsluft (S) und mit einem das erste Rohr (5, 5') umgebenden dritten Rohr (7) zur Forderung eines Zusatzbrennstoffes (E) .
2. Brennereinheit nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s das dritte Rohr (7) für die Forderung eines gasförmigen Zusatzbrennstoffes, insbesondere Erdgas (E), ausgebildet ist.
3. Brennereinheit nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s das dritte Rohr (7) in radialer Richtung zwischen dem ersten und dem. zweiten Rohr (5, 5', 6) angeordnet ist.
4. Brennereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s das freie Ende des dritten Rohres (7) gegenüber dem freien Ende des ersten Rohres (5, 5') zurückversetzt ist.
5. Brennereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s das freie Ende des zweiten Rohrs (6) im Wesentlichen auf Hohe des freien Endes des dritten Rohres (7) angeordnet ist.
6. Brennereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s das erste Rohr in dem umgebenden zweiten Rohr (6) und dritten Rohr (7) axial verlagerbar ausgebildet xst.
7. Brennereinheit nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s das erste Rohr (5, 5' ) mittels einer Stopfbuchse abgedichtet ist.
8. Brennereinheat nacn einem der Ansprucne 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der staubformige Festbrennstoff dem ersten Rohr (5) aber ein Forderrohr (5a, 5a τ ) zugeführt wird, wobei der Innendurchmesser des ersten Rohres (5) kleiner oder gleich dem Innendurchmesser des Forderrohres (5ar 5a' ) ist .
9. Brennereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s im zweiten Rohr (6) nahe seiner Mundung ein Drallkorper (8) zur Erzeugung einer Drallstromung in der aus dem zweiten Rohr (6) austretenden Verbrennungsluft (S) angeordnet ist .
10. Brennereinheit nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der Drallkorper (8) ringförmig, insbesondere als Leitschaufelkranz mit über den Umfang eines ringförmigen Grundkorpers verteilten, zur Symmetrieachse des
Grundkorpers verdrenten Leitschaufeln, ausgebildet ist.
11. Brennereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s in Verlängerung des ersten Rohrs (5f 5' ) ein Umlenkkorper (9) zur Urrtlenkung des aus deir ersten Rohr (5, 5') austretenden FestbrennstoffStrahls (P) angeordnet ist.
12. Brenneranordnαng (A, A' } für einen Ofen, insbesondere für einen Ringschachtofen zum Brennen von Kalkstein, mit einem einen Brennraum (2) definierenden Brennergehause (1) und einer Brennereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 11.
13. Brenneranordnung (A, A' ) nach Anspruch 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der Brennraum (2) im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist, wobei die Brennereinheit im Wesentlichen koaxial m den Brennraum hineinragt.
14. Brenneranordnung (A, A' ) nach Anspruch 12 oder 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s das Brennergehause (1) ein Spiralgehause (3) umfasst, in das eine Verbrennungsluftleitung (I) tangential mundet.
15. Brenneranordnung (A, A' } nach Anspruch 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s das Spiralgehause (3) in Stromungsrichtung des staubforrnigen Fesubrennstoffes (P) vor dem Brennraum (2) angeordnet ist.
16. Verfahren zum Brennen von staubformxgera Festbrennstoff
(P) m einer Brenneranordnung, insbesondere einer Brenneranordnung (A, A' ) nach einem der Ansprüche 12 bis 15,
- wobei der staubformige Festbrennstoff (P) m einer ersten Forderrichtung mittels eines Forderluftstroms aus einem ersten Rohr (5, 5') einer Brennereinheit in einen Brennraum (2) geblasen wird, - wobei Verbrennungsluft (S) aus einem das erste Rohr [S1 5') umgebenden zweiten Rohr (6) m den Brennraum (2) geblasen wird und
- wobei ein Zusatzbrennstoff (E) aus einem das erste Rohr (5, 5') ebenfalls umgebenden dritten Rohr (7) in den Brennraum (2) geblasen wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c n n e t, d a s s Petrolkoksstaub oder Braunkohlestaub als staubformiger Festbrennstoff (P) verwendet wird.
18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der Zusatzbrennstoff ein gasformiger Zusatzbrennstoff, insbesondere Erdgas (E), ist.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Austrittsgeschwindigkeit der Forderluft für den staubformigen Festbrennstoff vFL < ca . 15 m/sec betragt.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bxs 19, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Verbrennungsluft (S) unterstochiometrisch zugeführt wird .
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 20, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s zusätzliche Verbrennungsluft (I) über ein Spiralgehause (3) tangential m den Brennraum (2) eingeblasen wird.
22. Verfahren nach Ansprach 20 und 21, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Menge der zusätzlich eingeblasenen Verbrennungsluft (I) derart bemessen ist, dass der staubformige Festbrennstoff (P) vollständig verbrennt.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 22, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Zufuhr des Zusatzbrennstof fes (E) abgeschaltet wird, sobald im Brennraunα (2) genügend thermische Energie zur Verfugung steht.
24. Ofen, insbesondere Ringschachtofen zum Brennen von
Kalkstein, mit wenigstens einer Brenneranordnung (A, A' ) nach einem der Ansprüche 12 bis 15.
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