DE2427958B2 - Brenner für Wirbelbettöfen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Brenner für Wirbelbettöfen zum Brennen von Zuschlagstoffen für aushärtende Gemische, insbesondere für Beton, aus mineralischen Rohstoffen mit einem vertikalen Reaktionsschacht, in dessen Sohle gleichmäßig auf der gesamten Fläche der Ofensohle verteilt Brenner angeordnet sind, deren jeder einen gasförmigen Brennstoff rührenden Zentralkanal und einen koaxial hierzu gelegenen, Luft fahrenden Ringkanal aufweist Ein solcher Brenner ist aus der DE-AS 17 58 244 bekannt.

!Bei dieser bekannten Ausbildung soll eine gute Durchmischung der Luft und des gasförmigen Brennstoffs dadurch erreicht werden, daß der Brennstoff aus seitlichen Bohrungen in unmittelbarer Nähe des oberen geschlossenen Endes des Zentralkanals etwa waagerecht austritt und dadurch den mantelstromförmig aufsteigenden Luftstrom etwa rechtwinklig kreuzt.

Während es bei der bekannten Ausbildung lokal, d. h. innerhalb enger Grenzen zu einer befriedigenden Mischung der an der Verbrennung beteiligten Gase kommen mag, so ergibt sich doch eine ungleichmäßige Wiirmeverteilung dadurch, daß bei vertretbarem Aufwand und damit begrenzter Brenneranzahl die Abstände zwischen den Brennern relativ groß sind. Hinzu kommt, daß durch das etwa rechtwinklige Aufeinandertreffen der beiden Gase der größte Teil der kinetischen Energie der Gase durch Verwirbelung verlorengeht und nicht zu einer Lockerung und Durchbewegung des zu behandelnden Materials dienen kann- Dies ist besonders dann unerwünscht, wenn das Material zum Zusammenbacken und Versintern neigt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Brenners für Wirbelbettöfen, mit dem einer relativ großen Fläche des Ofenbodens Wärmeenergie zugeführt werden kann und bei dem auch ein großer Teil der den aus dem Brenner austretenden Gasen innewohnenden kinetischen Energie zur Verfügung steht, um Zusammenbackungen und Verklumpungen des Einsatzgutes entgegenzuwirken.

Ausgehend von der eingangs beschriebenen bekannten Ausbildung wird zur Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der Zentralkanal des Brenners vertikal nach oben mündend und der Ringkanal am AustrHtsende unter Bildung eines Diffusors kegelartig divergierend ausgebildet ist

Bei einer solchen Ausbildung beaufschlagt jeder Brenner einen verhältnismäßig großen Bereich des Ofenquerschnitts und die kinetische Energie der Gasstrahlen wird weitgehend zur Bewegung und Fluidisierung des Einsatzgutes genutzt

Vorteilhafterweise werden die Brenner so ausgelegt ίο daß die Austrittsgeschwindigkeit des Brenngases aus dem Zentralkanal 100 bis 300 m/s und die Austrittsgeschwindigkeit der Luft aus dem Diffusor 10 bis 50 m/s beträgt

Die Erfindung wird nachfolgend durch die Beschreibung eines Ausführungsbaispiels anhand der Zeichnungen weiter erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen Wirbelbettofen im Längsschnitt; F i g. 2 eine Brennereinheit im Längsschnitt;

F i g. 3 das obere Ende eines Brenners (Einzelheit A aus F i g. 2) im Längsschnitt

Der Wirbelbettofen besteht aus einem vertikalen Schacht 1 aus zwei Schichten. Die innere Schicht 2 ist eine Ausfütterung aus feuerfestem Ziegelstein und die Außenschicht 3 ist aus einem wärmeisolierenden Werkstoff hergestellt Der Schacht 1 ist durch eine Zwischenwand 4 in zwei Zonen geteilt In die obere Zone C gelangt das Material zur thermischen Vorbereitung aus einem Bunkerauslauf 5 und in der Zone D Findet das Brennen des Materials statt das aus der Zone C durch eine Überströmleitung 6 mit Klappenverschluß 7 hierher gelangt

In der Zone Cder thermischen Vorbehandlung ist ein Rost 8 angeordnet, der das Material während seiner Vorerhitzung vor dem Brennen hält Die Brennzone D

hat eine Auslaufvorrichtung 9 zur Abführung des gebrannten Materials.

An den Ofen ist Ober Rauchgaszüge U ein Zyklonabscheider 10 angeschlossen.

Die Herdsohle des Ofens stellt eine Gasbrenneranlage 12 dar, die von Zuleitungssammelleitungen 13 und 14 für Luft bzw. gasförmigen Brennstott gespeist wird.

Die Gasbrenneranlage besteht aus mehreren Brennereinheiten 15, deren jede wiederum mehrere Brenner aufweist Jede Brennereinheit besteht aus einem geschweißten Gehäuse 16, in dem Luftrohre 17 und Gasrohre 18 eingebaut sind. Die Gasrohre 18 gehen von einer Sammelleitung 19 aus, die mittels eines Flansches 20 an die Zuleitungssammelleitung 14 angeschlossen ist. Das geschweißte Gehäuse 16 hat einen Flansch 21 zum % Anschluß an die Zuleitungssammelleitung 13.

Die Gas- und Luftrohre 18 und 17 sind konzentrisch zueinander angeordnet, wobei das Gasrohr 18 einen Zentralkanal bildet, der umgeben ist vom vom Luftrohr 17 gebildeten Ringkanal. Der Luft-Ringkanal endet in einem kegelförmigen Mundstück 22, so daß unter Ausbildung eines Diffusors 23 ein nach oben divergierender Austrittskanal 24 für die Luft entsteht.

Zum Austritt des Brenngases ist im Mundstück 22 ein Zentralkanal 25 ausgebildet.

Im Betrieb wird dem Ofen über die Sammelleitungen 13 und 14 Luft und gasförmiger Brennstoff zugeführt. Diese gelangen ohne Vorvermischung in die Brennzone Ddes Ofens, wo die Verbrennung des Gases erfolgt. Die Rauchgase werden durch die Rauchgaszüge 11 dem ausgefütterten Zyklonabscheider 10 zugeleitet und von dort unter den perforierten Rost 8 der Zone C der Wärmebehandlung zurückgeleitet.

Das Einsatzgut, z. B. zerkleinerte Mineralstoffe, wird

durch den Bunkerauslauf 5 kontinuierlich der Zone C der Wärmebehandlung zugeführt, wo es auf den Rost 8 fällt und seine Vorerhitzung im Wirbelschichtzustand erfolgt

Aus der Zone der Wärmebehandlung gelangt das Material durch die Überströmleitung 6 in die Brennzone D. Der Klappenverschluß 7 verhindert das Eintreten von Gasen aus der Brennzone D in die Zone C der Wärmebehandlung.

Auch in der Brennzone stellt sich durch die Zuführung von Brenngas und Luft von unten in gleicnmäßig verteilten, breitgefächert wirksamen Strahlen ein

Wirbelschichtzustand ein, wobei es zu einer schnellen Erhitzung bis zur Brenntemperatur und zum Aufblähen durch die bei der Verbrennung des gasförmigen Brennstoffes entstehende Wärme kommt.

Das gebrannte Fertigprodukt wird kontinuierlich aus der Brennzone D durch die Auslaufvorrichtung 9 abgezogen und die Rauchgase werden im ausgefütterten Zyklonabscheider 10 entstaubt und der Zone C der Wärmebehandlung zugeleitet Auch das im Zyklonabscheider 10 abgeschiedene Material wird dem Fertigprodukt zugeschlagen.

Hierzu 2 Blatt Zeic'inungen

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   t. Brenner für Wirbelbettöfen zum Brennen von Zuschlagstoffen für aushärtende Gemische, insbesondere für Beton, aus mineralischen Rohstoffen mit einem vertikalen Reaktionsschacht, in dessen Sohle gleichmäßig auf der gesamten Fläche der Ofensohle verteilt Brenner angeordnet sind, deren jeder einen gasförmigen Brennstoff führenden Zentralkanal und einen koaxial hierzu gelegenen. Luft führenden Ringkanal aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentralkanal (25) des Brenners vertikal nach oben mündend und der Ringkanal (24) am Austrittsende unter Bildung eines Diffusors (23) kegelartig divergierend ausgebildet ist
2. 2. Brenner für Wirbelbettöfen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er für eine Austrittsgeschwindigkeit des Brenngases aus dem Zentralkanal von 100 bis 300 m/s und eine Austrittsgeschwindigkeit der Luft aus dem Diffusor von 10 bis 50 m/s ausgelegt ist