DE1270726B

DE1270726B - Verfahren und Wirbelkammerfeuerung zum Verbrennen teigiger Brennstoffe

Info

Publication number: DE1270726B
Application number: DEP1270A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Erich Kittel; Dipl-Ing Ferdinand Markert
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1958-01-24
Filing date: 1958-01-24
Publication date: 1968-06-20

Description

Verfahren und Wirbelkammerfeuerung zum Verbrennen teigiger Brennstoffe Die Unterbringung von Rückständen, die in der Industrie, insbesondere in der chemischen Industrie, entstehen, auf Halden oder in Graben, bereitet wegen Platzmangels zunehmend Schwierigkeiten. Man ist daher bemüht, diese Rückstände zu verbrennen. Haben die Rückstände teigige Konsistenz, so ist es bisher nur unter Zumischung fester Brennstoffe, z. B. Feinkohle, gelungen, die Verbrennung durchzuführen. Dieses Verfahren ist jedoch unbefriedigend, weil dabei nennenswerte Mengen anderer Brennstoffe benötigt werden.
Es sind sogenannte Wirbelkammerfeuerungen bekannt, bei denen der Brennstoff mit der Verbrennungsluft im Feuerraum tangential geführt wird, um eine gute Durchmischung des Brennstoffes mit der Verbrennungsluft auf kurzem Weg zu erreichen. Es ist ferner bekannt, den Brennstoff mittels der Verbrennungsluft als Trägergas in den Feuerraum einzuführen. Hierbei liegt die günstigste Geschwindigkeit der Verbrennungsluft bei 10 bis 20 m/Sek. Solche Wirbelkammerfeuerungen sind bisher nur für flüssige und feste, z. B. staubförmige, körnige Brennstoffe bekannnt (USA.-Patentschrift 1390 715).
Es wurde nun gefunden, daß man auch teigige, nicht pumpbare Massen, die brennbare Stoffe enthalten, wie sie z. B. bei der Herstellung von Kraftgas entstehen, einwandfrei in Wirbelkammerfeuerungen mit Bunker, Rührwerk und Fördereinrichtung verbrennen kann, wenn man in der Zuführungsleitung die Geschwindigkeit der Verbrennungsluft vor der Brerinstoffeinfährung mindestens auf 50 m/Sek., vorzugsweise 100 m/Sek., oder mehr steigert und in der Verbrennungsluftleitung nach der Brennstoffzugabe kurz vor Eintritt in den Wirbelbrenner wieder verringert, vorzugsweise auf 10 bis 20 m/Sek. Die brennstoffhaltige Masse wird dabei in kleine Teile zerrissen und so eine gute Durchmischung der brennbaren Stoffe mit der zweckmäßig vorher aufgeheizten Verbrennungsluft erreicht. Das Gemisch zündet dann bei Eintritt in den Verbrennungsraum sofort, und die Verbrennung verläuft einwandfrei.
Die Zeichnung stellt eine Ausführungsform einer Wirbelkammerfeuerung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung dar.
Aus einem Vorratsbunker 1 mit Rührwerk 2 wird ein teigiger Brennstoff mittels einer Förderschnecke 3 in eine Rohrleitung 4 gedrückt. Durch diese Leitung strömt mit großer Geschwindigkeit, vorzugsweise 100 m/Sek. und mehr, die Verbrennungsluft, die zuvor in einem Doppelmantel 7 der Wirbelkammerfeuerung 5 aufgeheizt worden ist. Durch den Stutzen 6 tritt das Gemisch aus Verbrennungsluft und Brennstoff tangential in den Wirbelbrenner ein. Durch Leitung 9 wird Brenngas zum Auffieizen des Brenners vor Inbetriebnahme und gegebenenfalls auch während des Betriebes zugeführt.
Das Rührwerk im Vorratsbunker wird zweckmäßig so ausgeführt, daß auf einer Welle, die über der Förderschnecke und parallel zu dieser liegt, Stäbe, zweckmäßig Flacheisen mit der breiten Seite quer zur Wellenachse, befestigt sind, deren Enden sich bei Drehung der Welle dicht über den Gängen der Förderschnecke vorbeibewegen. Dadurch wird die Bildung einer Brücke über der Förderschnecke vermieden. Außerdem wird durch das Rührwerk bei Einführung von Brennstoff ungleichmäßiger Konsistenz ein Brennstoff gleichmäßiger Konsistenz erzielt. Die Förderschnecke wird zweckmäßig als Doppelschnecke ausgebildet, um ein Festkleben an der Schneckenwindung zu vermeiden.
Wenn in der zu verbrennenden Masse Festkörper enthalten sind, wird der Querschnitt der Eintrittsöffnung für den Brennstoff in die Luftleitung zweckmäßig groß gestaltet, damit er nicht durch die Festkörper verstopft wird. Besteht die Gefahr der Verstopfung nicht, so kann man durch Einbau einer Loch- oder Schlitzplatte in die Eintrittsöffnung erreichen, daß der Brennstoff in dünnen Strängen in die Luftleitung gedrückt wird. Durch diese Maßnahme kann die Luftgeschwindigkeit kleiner gewählt werden als bei Anordnung einer großen Eintrittsöffnung.
Um den Druckverlust der Verbrennungsluft möglichst klein zu halten, wird die Verbrennungsluftleitung erst kurz vor der Brennstoffeinführung auf den Querschnitt eingezogen, der zur Erzielung der zum Zerreißen des Brennstoffes erforderlichen Geschwindigkeit notwendig ist, und die Brennstoffeinführung wird möglichst nahe an den Eintritt zum Verbrennungsraum gelegt. Bei Einführung des Brennstoff-Luft-Gemisches in die Wirbelk2mmerfeuerung ist die zur Erzeugung eines guten Wirbels erforderliche Eintrittsgeschwindigkeit wesentlich geringer als die zum Zerreißen des Brennstoffes erforderliche Luftgeschwindigkeit. Es ist deshalb zur Vermeidung unnötigen Druckverlustes zweckmäßig, die Leitung für das Brennstoff-Luft-Gemisch vor Eintritt in die Wirbelkammerfeuerung wieder zu erweitern. Es ist vorteilhaft, den Querschnitt des tangentialen Einführstutzens etwa zehnmal so groß auszulegen wie den Querschnitt der Luftleitung an der Stelle der Brennstoffeinführung. Die Geschwindigkeit der Verbrennungsluft geht dadurch im Einführstatzen auf etwa 10 m/Sek. zurück. Der Einführstutzen wird zweckmäßig mit einem Deckel versehen, an den die Leitung für das Brennstoff-Luft-Gemisch sowie die Brenngasleitung und ein Schauglas angeschlossen sind.
Der Brenner besteht zweckmäßig aus einem zylindrischen, mit feuerfesten Steinen 8 ausgemauerten Rohr, wobei der lichte Querschnitt an der Eintrittsstelle des tanaentialen Einführstutzens erweitert ist, damit größere Brennstoffteile in diesem Raum rotieren und ausbrennen können. An den Brenner wird vorteilhaft ein Nachverbrennungsraum und an diesen eine Abhitzeanlage angeschlossen. Bei Anfall flüssiger Schlacke im Brenner wird die Schlacke zweckmäßig am Eingang zum Nachverbrennungsraum abgezogen. Es können auch mehrere Brenner an einen Nachverbrennungsraum angeschlossen werden.
Zur Förderung der brennstoffhaltigen Masse genügt gegebenenfalls auch ein Teil der zur Verbrennung notwendigen Luft. Der Rest kann unmittelbar in die Brennkammer oder mit Vorteil in einen Nachverbrennungsraum eingebracht werden.
Um eine rasche Zündung des Brennstoffes zu bekommen, ist es oft erforderlich, entweder Brenngas in den Brenner mit einzuführen oder die Verbrennungsluft sehr hoch aufzuheizen. Zur Erreichung einer hohen Temperatur der Verbrennungsluft kann an Stelle des Doppelmantels am Brenner oder zusätzlich zu diesem ein Luftvorwärmer in den Rauchgasstrom eingebaut werden.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zum Verbrennen teigiger Brennstoffe in einer Wirbelkammerfeuerung, wobei der Brennstoff aus einem Bunker mit Rührwerk über eine Fördereinrichtung in die Zuführungsleitung für die Verbrennungsluft geführt wird, d a d u r c b ek ennz ei chnet, daß in dieser Leitung die Geschwindigkeit der Verbrennungsluft vor der Brennstoffeinführung mindestens auf 50 m/Sek., vorzugsweise 100 m/Sek. oder mehr, gesteigert und in der Verbrennungsluftleitung nach der Brennstoffzugabe kurz vor Eintritt in den Wirbelbrenner wieder verringert wird, vorzugsweise auf 10 bis 20 m/Sek.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoff nur mit einem Teil der für die Verbrennung erforderlichen Luft eingeführt und die restliche Luft später, vorzugsweise in einem besonderen Nachverbrennungsraum, zugegeben wird. 3. Wirbelkammerfeuerung zum Verbrennen teigiger Brennstoffe mit Bunker, Rührwerk und Fördereinrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch eine Doppelschnecke (3) zur Förderung des teigigen Brennstoffes aus dem Vorratsbunker (1) in die Luftleitung (4), oberhalb welcher im Vorratsbunker das Rührwerk (2) eingebaut ist, derart, daß auf einer Welle, die über der Förderschnecke und parallel zu dieser liegt, Stäbe befestigt sind, deren Enden sich bei der Drehung der Welle dicht über den Gängen der Förderschnecke vorbeibewegen. 4. Wirbelkammerfeuerung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in die Einführungsöffnung für den Brennstoff eine Loch- oder Schlitzplatte eingebaut ist. 5. Wirbelkammerfeuerung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der lichte Durchmesser des Wirbelbrenners an der Stelle des Eintritts des tangentialen Einführstutzens für das Brennstoff-Luft-Gemisch größer ist als im anschließenden Teil. 6. Wirbelkammerfeuerung nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß für die Aufheizung der Verbrennungsluft ein Doppehnantel um den Wirbelbrenner angeordnet und/oder ein Lufterhitzer in den Rauchgasstrom eingebaut ist. In Betracht gezogene Druckschriften, Deutsche Patentschriften Nr. 403 495, 476 721, 629 909; österreichische Patentschrift Nr. 52 854; USA.-Patentschriften Nr. 2 495 248, 1390 715; Gumz, »Die Luftvorwärmung im Dampfkesselbetrieb«, 1933, S. 254 bis 257, 107 und 108.