DE3112800A1 - Verfahren zum verbrennen eines fliessfaehigen, aus teilchen unterschiedlicher masse bestehenden brennstoffes - Google Patents

Verfahren zum verbrennen eines fliessfaehigen, aus teilchen unterschiedlicher masse bestehenden brennstoffes

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DE3112800A1
DE3112800A1 DE19813112800 DE3112800A DE3112800A1 DE 3112800 A1 DE3112800 A1 DE 3112800A1 DE 19813112800 DE19813112800 DE 19813112800 DE 3112800 A DE3112800 A DE 3112800A DE 3112800 A1 DE3112800 A1 DE 3112800A1
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DE19813112800
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German 8047 Karlsfeld Kurz
Joachim von Dipl.-Ing. Dr. 8032 Gräfelfing Linde
Robert Von Dipl.-Ing. Linde
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Caloric Gesellschaft fuer Apparatebau mbH
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Caloric Gesellschaft fuer Apparatebau mbH
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C99/00Subject-matter not provided for in other groups of this subclass
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D1/00Burners for combustion of pulverulent fuel

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbrennen eines
  • fließfähigen, aus Teilchen unterschiedlicher Masse bestehenden Brennstoffes, insbesondere Kohlenstaub, in einer Brennzone unter Zuführung eines sauerstoffhaltigen Gases.
  • Bei der Verbrennung von Kohlenstaub, aber auch bei der Verbrennung von schwerem Heizöl besteht das Problem, daß eine vollständige Verbrennung aufgrund des Umstandes, daß diese Brennstoffe aus Teilchen von erheblich unterschiedlicher Masse bestehen, nur schwer zu erreichen ist. Teilchen größerer Masse brauchen eine längere Zeit zum Verbrennen, sollten also die Möglichkeit einer längeren Verweilzeit in der Brennzone haben, und sie benötigen außerdem mehr Sauerstoff als Teilchen kleiner Masse, um vollständig zu verbrennen. Diese Voraussetzungen erfüllen die bekannten Brenner nicht.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem eine weitgehend vollständige Verbrennung des Brennstoffes unabhängig von der Masse der einzelnen Brennstoffteilchen erreicht wird.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Vorschlag wird bei richtiger Wahl der Relativgeschwindigkeit zwischen Brennstoff und sauerstoffhaltigem Gas erreicht, daß jedes Brennstoffteilchen entsprechend seiner Masse bis zu einer Stelle vordringen kann, in welcher der Sauerstoff-Partialdruck in einer gewissen Relation zu seiner Masse steht, so daß ausreichend Sauerstoff zur vollständigen Verbrennung des betreffenden Teilchens zur Verfügung steht. Außerdem ist die Verweilzeit in der Brennzone für Teilchen größerer Masse länger als für Teilchen kleinerer Masse, wodurch jedes Teilchen entsprechend seiner Masse eine ausreichende Zeit zum Verbrennen hat.
  • Insbesondere beim Verbrennen von Kohlenstaub ist es zweckmäßig, diesen mit einem fließfähigen Fördermedium gemischt im Gegenstrom zu dem sauerstoffhaltigen Gas zuzufUhren.
  • Dieses Förderniedium kann ein Gas, es kann jedoch auch Wasser oder ein anderer Brennstoff, z.B. Erdgas, Methanol.
  • Äthanol oder dgl. sein. Bei der Verbrennung von schwerem Heiöl hat sich der Zusatz von etwa 5% Wasser als vorteilhaft erwiesen.
  • Zweckmäßigerweise wird der Brennstoff von oben und das sauerstoffhaltige Gas von unten der Brennzone zugeführt.
  • Dadurch wird vermieden, daß der Brennstoff durch die Schwerkraft aus seiner auf den Gasstrom gerichteten Richtung abgelenkt wird. Die Geschwindigkeit des sauerstoffhaltigen Gases kann auf seinem Weg zur Brennzone zwischen Hoch- und Tiefwerten verändert werden, um zu erreichen, daß Brennstofftellchen größerer Masse die Bereiche, in denen die Geschwindigkeit des sauerstoffhaltigen Gases einen geringen Wert hat, durchfliegen, in der nächsten Zone, in der die Geschwindigkeit des sauerstoffhaltigen Gases hoch ist, abgebremst und in die Brennzone zurückgeführt wird.
  • Um das erfindungsgemäße Verfahren auf einfache Weise in einem Kessel- oder einem anderen Feuerraum verwirklichen zu können, ist es zweckmäßig, daß der Brennstoff zunächst in der Strömungsrichtung des sauerstoffhaltigen Gases geführt und dann in oder hinter der Flamme umgelenkt wird, so daß er nun im Gegenstrom zu dem sauerstoffhaltigen Gas strömt.
  • Dadurch läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren mit einem Brenner verwirklichen, der in eine Öffnung in der Wand eines Feuerraumes eingesetzt werden kann und sowohl den Anschluß für das sauerstoffhaltige Gas als auch den Anschluß für den Brennstoff enthält. Die Brennstoffleitung kann dabei durch die Mischzone und die Brennzone gelegt werden oder auch parallel dazu außerhalb der Misch- und Brennzone angeordnet werden.
  • Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt: Fig. 1 ein Diagramm, das den Verbrennungsablauf bei den üblichen Brennern darstellt, bei denen der Brennstoff und die Verbrennungsluft in der gleichen Richtung strömen, Fig. 2 ein Diagramm des erfindungsgemäßen Verbrennungsverfahrens, Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Feuerraumes mit einem Brenner zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, und Fig. 4 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines Brenners.
  • In dem Diagramm gemäß Fig. 1 ist auf der Abszisse die Verweilzeit sowie der Sauerstoffgehalt in der Brennzonetto bis 0 t1)und auf der Ordinate die Masse der Brennstoffteilchen aufgezeichnet. Der Sauerstoffgehalt verringert sich von links nach rechts von z.B. 21% bis auf z.B. 2%. Der Verbrennungsvorgang verläuft in dem Diagramm von links nach rechts und beginnt bei to. Brennstoff und Verbrennungsluft werden beide von links zugeführt. Teilchen kleiner Masse, deren Weg durch die Brennzone durch die Linien a, b, und c dargestellt ist, verbrennen in einem Bereich hohen Sauerstoff-Partialdruckes sehr schnell und vollständig, während Teilchen größerer Masse, wie die Teilchen, deren Weg durch die Linien d, e, und f dargestellt ist, eine wesentlich längere Zeit zum vollständigen Verbrennen brauchen und mit fortschreitendem Durchfliegen der Brennzone in Gebiete mit immer geringer werdendem Sauerstoff-Partialdruck gelangen, so daß ein vollständiges Ausbrennen nicht mehr gewährleistet ist. Dies ist z.B. bei den Teilchen e und f zu sehen, die am Ende tl der Verweilzeit noch immer eine wenn auch verringerte Masse haben.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, dessen Brennverlauf in Fig. 2 dargestellt ist, wird die Luft von links und der Brennstoff von rechts zugeführt. Die Linien zeigen wiederum den Weg der Brennstoffteilchen in der Brennzone (to bis t1) in Abhängigkeit von der Masse der Teilchen. Wie ersichtlich, verbrennen Teilchen mit kleiner Masse in der Flamme bei verringertem Sauerstoff-Partialdruck, während Teilchen größerer Masse durch die Flamme hindurchfliegen, dabei gezündet werden und in Konen hohen Sauerstoff-Partlaldrucks eindringen, dadurch beschleunigt abbrennen, durch die entgegenströmende Luft abgebremst und mit abnehmender Masse in die Flamme zurückgeführt werden, bis sie schlielizh vollständig verbrannt sind. Der Beginn der Flamme ist in Fig. 2 durch die senkrechte Linie B angedeutet.
  • In Fig. 3 ist schematisch eine Anlage zur Durcnführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Dabei ist mit 1 ein Feuerraum bezeichnet, in den ein Rohr 2 hinelnragt, das eine zentrale Verbrennungsluftzufuhr 3 aufweist. Der Brennstoff wird durch eine Leitung 4 zugeführt, die eine Austrittsdüse 5 aufweist, welche in Richtung auf die Luftzufuhr 3 gerichtet ist. Im Betrieb bildet sich eine Flamme 6 aus. Entsprechend dem Diagramm von Fig. 2 verbrennen Teilchen kleiner Masse in der Flamme 6, da sie aufgrund ihrer geringen Masse bereits dort durch den entgegenstehenden Luftstrom angehalten werden, während Teilchen größerer Maste durch die Flamme 6 hindurchfliegen, dort gezündet werden und in die Verbrennungsluft eindringen, von dieser abgebremst und umgelenkt werden, so daß sie in die Flamme 6 zurückfliegen und dort vollständig verbrannt werden. Die Rauchgase der Verbrennung werden durch einen Abgasstutzen 7 abgeführt.
  • Fig. 4 zeigt eine andere Ausführung eines Brenners, der ebenfalls in die Wand 8 eines Feuerraumes oder dgl. eingesetzt werden kann. Dieser Brenner weist einen rohrförmigen Körper 9 auf, der in seinem unteren Bereich eine Luftzuführung 10 besitzt und sich nach unten zu konisch verjüngt, um einen Sammelraum 11 für Fest stoffe zu bilden, der mit einer durch ein Ventil 12 beherrschten Entleerungsleitung 13 für die Feststoffe in Verbindung steht. Nach oben zu hat der rohrförmige Körper 9 eine erste Verengung 14, erweitert sich dann bei 15 etwa kugelförmig, um sich nach einer zweiten Einschnürung 16 in einem trichterförmigen Abschnitt 17 fort zusetzen. Die Brennstoffleitung 18 erstreckt sich hierbei durch den rohrförmigen Körper 9 hindurch nach oben und weist an seinem oberen Ende 19 einen Ulekkörper 20 für den Brennstoff auf. In der kugelförmigen Erweiterung 15 ist ein Lochblech 16 quer zur Strömungsrichtung der Luft und des Kraftstoffes angerdnet.
  • Die Verbrennungsluft strömt aus den anschluß 10 in dem Rohr 9 entsprechend der Pfeile 21 nac oben, während der aus der Leitung 18 austretende Brennstoff, durch den Körper 20 umgelenkt,in Richtung der Pfeile 22 nach unten strömt. Es bildet sich wiederum eine Flamme 6' aus. Brennstoffteilchen kleiner Masse werden bereits innerhalb der Flamme 6' von dem entgegenstehenden Luftstrom abgebremst und verbrennen dort, wie im Zusammenhang mit Fig. 3 beschrieben, während Brennstoffteilchen größerer Masse die Flamme 6' durcnfliegen, dabei gezündet, im Bereich der Verengung 16 aufgrund der dadurch bedingten höheren Luft geschwindigkeit stark abgebremst werden und zum Teil bereits hier umgelenkt und in die Flamme 6' zurückgeführt werden. Brennstoffteilchen, die noch nicht umgelenkt wurden, gelangen in den Bereich der icugelförmigen Erweiterung i5, in der eine geringere Luftströmungsgeschwlndigkeit herrscht und werden durch das Lochblech 16 angehalten, brennen dort ab und werden dann durch die Luftströmung in die Flamme 6' zurückbefördert.
  • Die Funktion des Lochblechs 16 kann auch durch die Einschnürung 14 wahrgenommen werden, da dort die Teilchen auf einen Luftstrom hoher Strömungsgeschwindigkeit stoßen und an einem weiteren Eindringen in die Verbrennungsluft gehindert werden.
  • Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen wird der Brennstoff von oben und die Luft von unten zugeführt. Dies erfolgt zu dem Zweck, den Einfluß der Schwerkraft auf die Strömungsrichtung des Brennstoffes auszuschalten.
  • Insbesondere bei Verwendung von Kohlenstaub als Brennstoff ist es empfehlenswert, diesen Brennstoff zusammen mit einem fließfähigen Fördermedium zuzuführen.

Claims (5)

  1. Pat entansprüche 1. Verfahren zum Verbrennen eines fließfähigen1aus Teilchen unterschiedlicher Masse bestehenden Brennstoffes, insbesondere Kohlenstaub, in einer Brennzcne unter Zuführung eines sauerstoffhaltigen Gases, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoff und das sauerstoffhaltige Gas im. Ge-Gegenstrom mit solcher GeschwIndigkeit aufeinander zuge führt werden, daß der Brennstoff zunehmend abgebremst wird, derart, daß die Brennstoffteilchen mit kleinerer Masse bereits innerhalb der Flamme umgelenkt und bei verringertem Sauerstoff-Partialdruck verbrannt werden, wäLlrend die Brennstoffteilchen größerer Masse die Flamme durchfliegen, dabei gezündet werden, in den Bereich höheren Sauerstoff-PartialdrlekeE eindringen, von dem sauerstoffhaltigen Gas umgelenkt und ein zweites Mal in die Flamme befördert und dort vollständig verbrannt werden.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoff mit einem fließfähigen Fördermedium gemischt im Gegenstrom zu dem sauerstoffhaltigen Gas zugeführt wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoff von oben und das sauerstoffhaltige Gas von unten der Brennzone zugeführt wird.
  4. 4'. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Pjeschwindigkeit des sauerstoffhaltigen Gases auf seinem Weg zur Flamme zwischen Hoch- und Tiefwerten verändert wird.
  5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoff zunächst in der Strömungsrichtung des sauerstoffhaltigen Gases zugeführt und dann in Richtung auf die Strömung des sauerstoffhaltigen Gases zu umgelenkt wird.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2842584A1 (fr) * 2002-07-17 2004-01-23 Fritz Schoppe Procede et dispositif pour augmenter la stabilite de la flamme dans les foyers au charbon pulverise
EP3896337A1 (de) * 2020-04-16 2021-10-20 General Electric Company Verbrennungssystem für einen kessel mit brennstoffstromverteilungsmitteln in einem brenner und verfahren zur verbrennung

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2842584A1 (fr) * 2002-07-17 2004-01-23 Fritz Schoppe Procede et dispositif pour augmenter la stabilite de la flamme dans les foyers au charbon pulverise
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