DE3325065C2 - Verfahren zum Verbrennen von Brennstaub - Google Patents

Abstract

Verfahren zum Verbrennen von Petrolkoksstaub in einer Brennerflamme mit einer intensiven internen Rückzirkulationszone, wobei der Petrolkoksstaub in den Bereich der intensiven internen Rückzirkulationszone zugegeben wird, welche die Zündenergie für den zu verbrennenden Petrolkoksstaub bereitstellt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbrennen von Brennstaub, bei dem der Brennstaub zusammen mit Luft mittels eines Brenners mit Brennerkelch in einen Feuerraum eingeführt und durch die Impulswirkung des Gemisches relativ kühles Rauchgas extern in die Flamme rezirkuliert wird, bei dem der Brennstaub in einer Primärzone der Flamme mit einer intensiven internen Rückströmung gezündet und unterstöchiometrisch teilverbrannt wird und bei dem einer Nachverbrennungszone der Flamme Ausbrandluft zugeführt wird.

In der Petrochemie fallen Rückstände, z. B. Petrolkoks, an, die einen sehr hohen Heizwert besitzen und sich daher für eine Ausnutzung der in diesen Rückständen enthaltenen thermischen Energie anbieten. Neben dem hohen Heizwert von ca. 32 MJ/kg ist Petrolkoks durch einen geringen Aschegehalt von ca. 0,5 bis 5 Gew.-% gekennzeichnet. Trotz des hohen Heizwertes und des geringen Aschegehaltes ist der Petrolkoks aufgrund relativ kleiner Elemente an flüchtigen Bestandteilen zündunwillig.

Bei Verbrennung von zündunwilligem Petrolkoks nach dem vorstehend beschriebenen und aus der DE-OS 29 08 427 bekannten Verfahren kommt es durch die Rückzirkulation relativ kalter Rauchgase in die Primärzone der Flamme zu einer Absenkung der Temperaturen in der Primärzone. Die Herabsetzung der Temperatur beeinflußt ihrerseits wiederum die Zündwilligkeit des Petrolkoks.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das vorstehend beschriebene Verfahren so zu gestalten, daß auch zündunwilliger Petrolkoks verbrannt werden kann.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zur Verbrennung von zündunwilligem Petrolkoks die die Zündenergie liefernde Primärzone vor dem Eindringen des externen rückströmenden relativ kühlen Rauchgases durch nahezu vollständige Einbettung in den Brennerkelch ge

schützt wird.

Durch die Vergrößerung der Brennerkelchtiefe derart, daß die die Zündenergie liefernde Primärzone in den Brennerkelch nahezu vollständig eingebettet ist, wird eine Absenkung der Temperatur in der Primärzone durch rückströmendes kaltes Rauchgas weitgehendst verhindert

Je nach Art der Verarbeitung des Rohöls kann der Petrolkoks Schadstoffe, wie z. B. Vanadium, enthalten, die bei der Verbrennung in Dampferzeugern zu korrosiven Verbindungen führen und darüber hinaus die Umwelt in erheblichem Maße belasten, wenn sie mit dem Rauchgas den Dampferzeuger verlassen. Es ist daher zweckmäßig, wenn mit der Ausbrandluft vanadiumeinbindende Additive in die Flamme eingeführt werden.

Durch Verbrennungsversuche mit verschiedenen Petrolkoksarten wurde herausgefunden, daß in der Primärzone der KoksPammen eine deutlich geringere Menge des Verbrennungssauerstoffes mit dem Verbrennungsgut reagiert als bei Kohlenstaubflammen. Deshalb kann eine geringere Menge der Verbrennungsluft in die Primärzone zugegeben werden, wodurch eine Erhöhung der Zündtemperaturen eintritt.
In der einzigen Figur ist ein Brenner gemäß der DE-OS 29 08 427 dargestellt, mit dem das Verbrennungsverfahren durchgeführt werden kann, von dem die Erfindung ausgeht. Am Ende der Beschreibung sind die daran vorzunehmenden Änderungen angegeben, die erforderlich sind, um das erfindungsgemäße Verfahren durchführen zu können.

Mit dem aus Kernluftrohr 2, Brennstoff- und Tragluftteil 1 und Mantelluftteil 3 bestehenden Brenner wird eine Teilverbrennungszone 6 (Primärzone) aufgebaut, deren Luftzahl ca. bei dem 0,6fachen der Stöchiometrie liegt. Der Brenner ist so ausgebildet, daß durch bestimmte Maßnahmen (Drall der Mantelluft, konisch erweiterter Brennerkelch 9, geschlossene Kernluft) im Inneren der Flamme eine Zone intensiver Rückströmung 5 aus einem Gebiet fortgeschrittener Verbrennung erzeugt wird. Hierdurch wird das Brennstoff-Luftgemisch rasch aufgeheizt und gezündet. Die für den Ausbrand erforderliche Luft wird als Stufenluft 4 über einige Düsen am Umfang so eingeblasen, daß sie erst nach Ausbildung der Primärflamme die Sekundärflamme bzw. Nachverbrennungszone 7 mit Sauerstoff versorgt. Die Stufenluftdüsen sind hierfür in einem Teilkreis angeordnet, der dem doppelten Mantelluftrohrdurchmesser entspricht. Hierdurch ist sichergestellt, daß die Stufenluft 4 erst nach einer Strecke von etwa ein bis zwei Mantelluftrohrdurchmessern die eigentliche Flamme stromab der Brennermündung erreicht. Durch die Rückzirkulation relativ kalter Rauchgase 8 zur Primärzone 6, die die Zone intensiver Rückströmung 5 umhüllt, kommt es zu einer Absenkung der Temperaturen im Primärbereich.

Die Herabsenkung der Temperaturen beeinflußt ihrerseits wiederum die Zündwilligkeit des Petrolkokses. Gemäß der erfindungsgemäßen Verfahrensführung ist vorgesehen, daß bei dem Brenner die Tiefe des Brennerkelches 9 vergrößert wird, so daß die die Zündenergie Hefernde Primärzone 6 in dem Brennerkelch 9 nahezu vollständig eingebettet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Verbrennen von Brennstaub,

— bei dem der Brennstaub zusammen mit Luft mittels eines Brenners mit Brennerkelch in einen Feuerraum eingeführt und durch die Impulswirkung des Gemisches relativ kühles Rauchgas extern in die Flamme rezirkuliert wird,

— bei dem der Brennstaub in einer Primärzone der Flamme mit einer intensiven internen Rückströmung gezündet und unterstöchiometrisch teilverbrannt wird und

— bei dem einer Nachverbrennungszone der Flamme Ausbrandluft zugeführt wird,

dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbrennung von zündunwilligem Petrolkoks die die Zündenergie liefernde Primärzone vor dem Eindringen des externen rückströmenden relativ kühlen Rauchgases durch nahezu vollständige Einbettung in den Brennerkelch geschützt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Ausbrandluft vanadiumeinbindende Additive in die Flamme eingeführt werden.