DE3507448C2

DE3507448C2 -

Info

Publication number: DE3507448C2
Application number: DE19853507448
Authority: DE
Inventors: Fritz Dr.-Ing. 8192 Geretsried De Schoppe
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-03-02
Filing date: 1985-03-02
Publication date: 1992-09-03
Also published as: DE3507448A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und zur NO_x-armen Verbrennung von staubförmigen fluidisierten kohlenstoff haltigen Brennstoffen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bekannte Verfahren zur Verbrennung kohlenstoffhaltiger Brennstoffe sehen zur Verringerung des NO_x-Anteils in den Verbrennungsabgasen vor, die Verbrennungstemperatur niedrig zu halten, um die Bildung von thermischem NO_x zu vermindern. Man erreicht eine Herabsetzung der Verbrennungstem peratur u. a. durch Rückführung von Verbrennungsabgasen in den Verbren nungsvorgang oder durch die Zuführung der Verbrennungsluft in mehreren Schritten.

Verfahren dieser Art haben in der praktischen Anwendung verschiedene Nachteile. Die Rückführung von Verbrennungsabgasen in die Verbrennungs luft verschlechtert den Ausbrand. Weiterhin gibt die Flamme wegen der geringeren Verbrennungstemperatur weniger Wärme ab, weshalb beispiels weise bei Befeuerung von Kesseln ein größerer Bauaufwand bei den Wärme übertragungsflächen getrieben werden muß. Bei dem Verfahren mit verzö gerter oder mehrstufiger Zuführung der Verbrennungsluft ergibt sich eben falls eine sich länger hinziehende Flamme, die entsprechend vergrößerte Feuerräume erfordert. Auch hier wird wegen der herabgesetzten Flamm temperatur pro Flächeneinheit weniger Wärme übertragen, so daß zur Erzie lung gleicher Wärmeleistung größere Wärmeübertragungsflächen notwendig werden.

Diese Nachteile mögen bei der Neuinstallation von Kesseln unter Umständen hinnehmbar sein, sie sind jedoch besonders dann hinderlich, wenn bei spielsweise ein bislang mit Heizöl befeuerter Kessel auf die Befeuerung mit Kohlenstaub umgestellt werden soll. Die Feuerräume und die Wärme übertragungsflächen sind vorgegeben und lassen deshalb eine Umstellung auf die Befeuerung mit Kohlenstaub nur unter erheblichen Leistungsminderungen zu, die in vielen Fällen eine Umstellung auf den anderen Brennstoff ausschließen.

Aus der DE-A 27 16 973 ist ein Verfahren zur Verminderung des NO_x, und SO₂-Auswurfs aus mit Kohlenstaub betriebenen Dampfer zeugern mit Trockenfeuerung bekannt, bei dem der Kohlenstaub vor der Verbrennung durch Erhitzen auf über 800°C entgast wird. Bei diesem als Schnellentgasung bekannten Verfahren muß eine technisch aufwendige Abtrennung der bei der Entgasung entfernten Schadstoffe aus dem den Brennstoff bei der Entgasung tragenden Inertgas durch geführt werden. In der DE-PS 29 44 153 wird daher als Abhilfe vor geschlagen, den Brennstoff nur auf ca. 150°C bis 450°C vorzuwär men, bevor er mit den stark sauerstoffhaltigen Gasen in Kontakt gebracht wird. Diese Aufheizung soll bei festen Brennstoffen im Fließbett mittels heißer Abgase erfolgen. Über den Erfolg bei der Verbrennung von festen Brennstoffen ist in der Druckschrift jedoch nichts berichtet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur NO_x-armen Verbrennung staubförmiger fluidisierter kohlenstoffhaltiger Brennstoffe, insbesondere Kohlenstaub, anzugeben, das eine gesteigerte Flammtemperatur aufweist, ohne die üblicherweise damit verbundenen nachteiligen Folgen hinsichtlich eines gesteigerten NO_x-Anteils in den Verbrennungsabgasen aufzuweisen.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentan spruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe demnach im wesentlichen durch eine spezielle Art der Vorbehandlung des Brennstoffs, die diesen in seinen Eigenschaften verändert, bevor er mit der Verbrennungsluft in Berührung kommt. Diese Veränderung des Brennstoffs, nämlich eine Auftrennung desselben in flüchtige Bestandteile, insbesondere Stickstoff, und Kohlenstoff, führt dazu, daß trotz heißer Flamme der Anteil von NO_x in den Abgasen gering bleibt.

Die Erfindung ist besonders bei der Verbrennung von Kohlenstaub wirkungs voll, doch ist sie ebenso auch bei der Verbrennung von flüssigen oder gas förmigen kohlenstoffhaltigen Brennstoffen einsetzbar, wenngleich die dabei durch sie erzielbaren Vorteile wegen der von Haus aus günstigeren Eigenschaften dieser Brennstoffe nicht so stark in Erscheinung treten, wie bei der Verbrennung von Kohlenstaub.

Die Erfindung sieht vor, den fluidisierten Brennstoff in eine sauerstofffreie Heißgas strömung einzuführen. Diese kann aus einem Inertgas bestehen, beispiels weise aus N₂, CO₂ oder Wasserdampf oder einem Gemisch aus diesen, auch kann das Gasgemisch reduzierende Bestandteile, wie CO oder H₂ enthalten. Die Temperatur des Inertgases sollte wenigstens 800°C, bevor zugt wenigstens 1000°C sein. In der Praxis bietet sich als Heißgas beson ders das Verbrennungsabgas aus dem Verbrennungsvorgang an, wobei frei lich davon ausgegangen wird, daß durch geeignete Steuerung der Luftzu fuhrmenge dafür gesorgt ist, daß in den Abgasen kein freier Sauerstoff mehr vorhanden ist.

Mit dem heißen Inertgas wird der staubförmige Brennstoff soweit aufge heizt, daß der überwiegende Teil seiner flüchtigen Bestandteile abgeht. Je umfangreicher die flüchtigen Bestandteile vom Brennstoff abgehen, umso geringer ist der Anteil von NO_x in den Verbrennungsabgasen. Bei üblichen Kohlenstaubsorten ist eine hinreichende Abtrennung der flüchtigen Bestandteile bei einer Aufheizung von etwa 600°C gegeben.

Da die Aufheizung in der Strömung erfolgt und somit der Verweilzeit nach oben Grenzen gesetzt sind, andererseits Brennstaubkörner unterschied licher Größe vorhanden sind, die je nach Größe unterschiedliche Aufheiz zeiten benötigen, sollte die Aufheiztemperatur ausreichend hoch gewählt werden, daß auch die grobkörnigen Bestandteile des Brennstoffs noch auf eine Temperatur von 600°C kommen.

Nach Aufheizung des Brennstoffs in der inerten Atmosphäre und nach Abspaltung des überwiegenden Anteils der flüchtigen Bestandteile, insbesondere Stickstoff, wird der Brennstoff mit der Verbrennungsluft vermischt, wobei er wegen seiner bereits erreichten Temperatur sofort zündet und eine kurze, kon zentrierte und heiße Flamme ergibt.

Diese Flamme ist fast so heiß konzentriert wie eine Ölbrennerflamme und kann auch in einem für Ölfeuerung ausgelegten Brennraum hinreichend weit ausbrennen. Wegen ihrer hohen Temperatur ergibt sich dabei fast die gleiche Wärmeübertragung wie bei einer Ölflamme. Trotzdem ist der NO_x-Anteil in den Abgasen dabei nur ein Bruchteil dessen bei einer Öl flamme; er ist auch deutlich geringer als bei den Verfahren der eingangs genannten Art.

Es wurde beispielsweise an einem Kessel, der mit Heizölfeuerung betrieben wurde, ein NO_x-Anteil zwischen 700 und 1400 mg/m³, entsprechend den geltenden Vorschriften auf 6% O₂ in den Abgasen bezogen, gemessen. NO_x-Anteile dieser Größenordnung werden im allgemeinen auch von üblichen großen Kohlenstaubfeuerungsanlagen abgegeben. Nach Umstellung dieses Kessels auf das erfindungsgemäße Verfahren wurde bei Verbrennung von Kohlenstaub unter Beachtung derselben vorerwähnten Vorschriften ein NO_x-Anteil in den Abgasen von nur 280 bis 320 mg/m³ gemessen.

Der Brennstoff, beispielsweise Kohlenstaub muß zur Zuführung in den Brenner fluidisiert werden, was in der Praxis nur mit Luft wirtschaftlich ist. Dementsprechend wird zusammen mit dem Brennstoff auch etwas Luft in den Brenner dort eingeführt, wo sie eigentlich unerwünscht ist. Diese Luftmenge ist jedoch im Ver gleich zu der Verbrennungs-Gesamtluftmenge derart gering, daß vom Stand punkt der gesamten Wärmebilanz die mit ihr verbrannte Brennstaubmenge vernachlässigbar klein ist, so daß die Auswirkungen auf den Gesamt-NO_x-An teil der Verbrennungsabgase vernachlässigbar ist. Man sieht hieraus jedenfalls, daß anzustreben ist, für die Förderung des Brennstaubs mög lichst geringe Trägerluftmengen einzusetzen. Es ist zwar möglich, für die Förderung des Brennstoffstaubs die Verbrennungsabgase heranzuziehen, doch steht der dazu erforderliche Aufwand in keinem vernünftigen Verhältnis zu dem erzielbaren Erfolg.

Für die Ausführung des Verfahrens ist es günstig, wenn der Brennstoff der Heißgasströmung möglichst lang ausgesetzt ist, die Aufheizgeschwindig keit mithin nicht allzu groß ist. Es ist daher günstig, wenn die Heißgas strömung die Rückströmung einer möglichst langen, hohlen Flamme zylinder- oder kegelmantelförmiger Gestalt ist. Der Durchmesser der Flamme sollte klein im Verhältnis zur Länge der Rückströmung sein, andererseits muß die Flammfront weit von der Rückströmung entfernt bleiben, damit der Brennstaub völlig innerhalb der inerten Atmosphäre der Rückströmung ver bleibt und vor Abschluß seiner Aufbereitung nicht mit der die Rückströ mung umgebenden Flammfront in Berührung kommt.

Die Erfindung ist mit Hilfe einer Vorrichtung ausführbar, deren wesentliche Merkmale aus der DE-OS 25 27 618 bekannt sind und die für den hier vorliegenden Zweck in besonderer Weise angepaßt ist. Eine solche Vorrich tung soll nachfolgend und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher er läutert werden. Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Vorrichtung, und

Fig. 2 eine Ansicht der Vorrichtung nach Fig. 1 von rechts.

Die Vorrichtung nach Fig. 1, nachfolgend kurz Kohlenstaubbrenner genannt, besteht aus einem Lufteintritt 1 für die Verbrennungsluft L₁, einer spiralförmigen Zuführungseinrichtung in Form einer Eintrittsspirale 2, die der Verbrennungsluft einen genau bemessenen Drall erteilt, und einer sich koaxial daran anschließenden Brennermuffel 3, die im vorliegenden Fall divergent ist, aber auch zylindrisch sein kann. Im dargestellten Aus führungsbeispiel schließt sich an die Brennermuffel 3 koaxial eine Be schleunigungsdüse 4 an, die in manchen Fällen auch entfallen kann.

Der Eintrittsspirale 2 ist koaxial an der der Brennermuffel 3 gegenüberlie genden Seite ein Kopfraum 5 angesetzt. Durch den Kopfraum 5 verläuft konzentrisch eine Zuführeinrichtung für Kohlenstaub in Form eines Rohres 6. Auf das freie Ende des Zuführrohres 6 ist eine Umlenkhaube 14 aufge setzt, die mit dem Rohr 6 einen ringförmigen Austritt 15 ausbildet und die die von dem Rohr zugeführte Strömung aus Kohlenstaub K und Träger luft L₂ um 180° umlenkt. Die Länge des Zuführrohres 6 ist so bemessen, daß der Austritt 15 maximal um eine Distanz außerhalb des von der Brennermuffel 3 umschlossenen Raumes liegt, die einen halben Innen durchmesser der Brennermuffel 3 an der Stelle ihres größten Durchmessers entspricht.

In den Kopfraum 5 mündet ein Gasrohr 7, durch welches ein Zündgas G zuführbar ist. Zu dessen Zündung ist eine Zündelektrode 8 im Kopfraum 5 angeordnet.

Von dem Lufteintritt 1 zweigt eine Kopfluftleitung 9 mit Kopfluftven til 10 ab, die in den Kopfraum 5 mündet. Im Betrieb wird ein kleiner Teil der Verbrennungsluft L₁ dem Kopfraum 5 über diese Kopfluftlei tung 9 und das Ventil 10 zugeleitet. Der Kopfraum 5 ist mit der Ein trittsspirale 2 durch ein zentrales Einblasloch 11 verbunden, dessen Rand vorzugsweise düsenartig zur Eintrittsspirale 2 hin ausgebördelt ist. Die Brennermuffel 3 ist von einer Ausmauerung 12 umgeben. Die Beobachtung des Zündvorganges wird durch ein Schauglas 13 ermöglicht.

Das Zuführrohr 6 und die Umlenkhaube 14 sind, ebenso wie die Teile der Brennermuffel 3 und der Beschleunigungsdüse 4 vorzugsweise aus üblichem, hitzebeständigem Chromnickelstahl gefertigt.

Es sei betont, daß an Stelle einer Eintrittsspirale 2 als Zuführeinrichtung auch ein aerodynamisch gleichwertiges radiales Schaufelgitter eingesetzt werden kann.

Die Betriebsweise der beschriebenen Vorrichtung ist wie folgt:
Zur Inbetriebsetzung der Vorrichtung wird zunächst Verbrennungsluft L₁ in die Vorrichtung eingeleitet. Sie erhält in der Eintrittsspirale 2 in bekannter Weise einen Drall, wobei sich im Zentrum der Eintrittsspirale ein starker Unterdruck einstellt. Infolge des Dralles bewegt sich die Ver brennungsluft in einer schraubenartigen Bewegung mit etwa 45° Strö mungswinkel zur Mantellinie der Brennermuffel 3 zu dem der Eintritts spirale 2 gegenüberliegenden Ende der Brennermuffel. Verursacht durch den erwähnten Unterdruck im Zentrum der Eintrittsspirale 2 kehrt hier etwa die Hälfte der Verbrennungsluft radial zur Achse hin um und strömt entlang dem Zuführrohr 6 bis zur Eintrittsspirale 2 zurück. Hier spreizt sich die Rückströmung radial auseinander und vereinigt sich mit dem neu eintretenden Verbrennungsluftstrom L₁, um mit diesem zusammen wieder dem der Eintrittsspirale 2 gegenüberliegenden Ende der Brennermuffel 3 zuzuströmen. Der Durchsatzströmung wird daher eine intensive Rezirkula tionsströmung überlagert, so daß auf diese Weise eine besonders intensive Durchmischung der beiden Strömungen erfolgt, die den Verbrennungsvor gang fördert.

Der nicht rezirkulierte Anteil der Strömung verläßt die Brennermuffel 3 im dargestellten Beispiel durch die Beschleunigungsdüse 4, die an das Ende der Brennermuffel 3 angesetzt ist. Zwischen dem durch die Düse 4 abströmenden Strömungsanteil und der Rückströmung bildet sich im Be reich des Endes des Zuführrohres 6 ein Stau, der im Betrieb von außen her deutlich erkennbar ist. Die Zuführung des Brennstoffs erfolgt an einem Punkt, der in Bezug auf die Rückströmung stromabwärts des Stau punktes gelegen ist.

Über das Gasrohr 7 wird jetzt ein zündbares Gas G zugeführt und durch einen Funken der Zündelektrode 8 gezündet. In bekannter Weise wird die Geschwindigkeit des Zündgases G so eingestellt, daß sich ähnlich wie bei einem Bunsenbrenner eine Flamme bildet, die am Austrittsquerschnitt des Gasrohres 7 ansetzt und durch das Einblasloch 11 in die Brennermuffel 3 hineinreicht. Danach wird mittels Trägerluft L₂ der Kohlenstaub K durch das Zuführrohr eingeblasen. Der Kohlenstaub zündet an der vor erwähnten Zündgasflamme. Durch seinen Impuls wird er ins Innere der Brennermuffel 3 hineingetragen und dort durch den vorbeschriebenen Strömungsmechanismus mit der Verbrennungsluft L₁ durchmischt. Der Zündgasstrom G kann nun abgestellt werden. In der Brennermuffel 3 bildet sich eine rohrförmige Flamme F, die die Brennermuffel 3 und die Beschleunigungsdüse 4 bis auf eine wandnahe Kaltluftzone Z ausfüllt. Die Kontur dieser Flamme F ist in Fig. 1 näherungsweise gestrichelt einge zeichnet. Infolge der Dichteschichtung zwischen der kalten Verbrennungs luft und der heißen Flammzone hat die Flamme F eine sehr glatte Ober fläche und bleibt sauber von den Wänden der Brennermuffel 3 und Be schleunigungsdüse 4 getrennt. Infolgedessen bleiben die Wände von Bren nermuffel 3 und Beschleunigungsdüse 4 relativ kühl. Ihre Temperatur stellt sich als Gleichgewicht zwischen Flammstrahlung und Wärmeabfuhr der schnell strömenden Verbrennungsluft in der Kaltluftzone Z ein.

Wo es auf eine Strahlwirkung der Flamme nicht ankommt, kann die Be schleunigungsdüse 4 entfallen.

Der in die Rückströmung entlang der Achse der Brennermuffel 3 in Rich tung auf die Eintrittsspirale 2 eingeblasene Kohlenstaub wird durch die ihn tragende Gasströmung aufgeheizt und unterliegt während des Weges entlang der Achse der Brennermuffel 3 außerdem der Einstrahlung der ihn umgebenden Flamme F und wird dadurch soweit erhitzt, daß er flüch tige Bestandteile abspaltet, so daß schließlich weitgehend nur diese flüch tigen Bestandteile und Kohlenstoff mit der Verbrennungsluft in Berührung kommen können. Die so entstandenen Brennstoffbestandteile sind schließ lich soweit erhitzt, daß sie selbst bei kleinen Brennerabmessungen mit Sicherheit zünden, sobald sie mit der Verbrennungsluft L₁ in der Nähe der Eintrittsspirale 2 in Berührung gelangen.

Wenn das Zuführrohr 6 durch eine übliche Öllanze mit einer Zerstäuber düse ersetzt wird, wobei die Düse sich im Kopfraum befindet, arbeitet der Brenner einwandfrei als Ölbrenner. Insbesondere ist er in der vorlie genden Form als Brenner für Heizöl geeignet. Spritzwinkel und Durch schlagsweite des Ölstrahls sind dabei so zu wählen, daß das Öl in die An fangszone der Rückströmung gelangt. Für die Zerstäubung von Heizöl haben sich Öldrucke zwischen 1500 und 2500 kPa als besonders geeignet erwiesen. Ferner ist Zerstäubung des Heizöls mit Druckluft oder Dampf möglich, sofern etwa gleiche Spritzwinkel eingehalten werden.

Der erforderliche Vordruck der Verbrennungsluft ergibt sich aus dem Druckverlust der Verbrennungsluft beim Durchströmen des Kohlenstaub brenners gemäß Fig. 1 zuzüglich des Druckverlustes beispielsweise beim Durchströmen eines nachgeschalteten Kessels, der Leitungen, der Rauch gasentstaubung usw. Für kleine Brenner (Wärmeleistungen von 150 bis 200 kW) erweisen sich Druckverluste beim Durchströmen des Kohlenstaub brenners nach Fig. 1 von 250 bis 300 Pa als ausreichend. Mit steigender Brennergröße wird der erforderliche Druckverlust in bekannter Weise größer. Bei einer Feuerungsleistung von 1200 kW ist der erforderliche Mindestdruckverlust ca. 600 bis 800 Pa.

Für die Gestaltung des Kohlenstaubbrenners nach Fig. 1 ist es wesentlich, eine straffe und kontrollierte Strömungsführung zu erhalten, die eine lange und kräftige Rückströmung entlang der Achse der Brennermuffel 3 liefert. Als günstige Werte für eine Vorrichtung, die 230 bis 300 kW Wärmeleistung einem Druckverlust von 1 kPa der Verbrennungsluft beim Durchströmen der Vorrichtung liefert, ergaben sich folgende Abmes sungen:

- Spiralwinkel der Eintrittsspirale 2 gegen die Umfangsrichtung: α = 7-11°;
- axiale Breite der Eintrittsspirale 2: b = 85 mm;
- Eintrittsdurchmesser der Eintrittsspirale 2 in die Brennermuffel 3: d = 145 mm
- axiale Länge der Brennermuffel 3: L = 560 mm;
- größter Durchmesser der Brennermuffel 3: D = 290 mm;
- freier Querschnitt des Einblasloches 11: f = 1000 bis 1200 mm²;
- maximaler Innendurchmesser des Zuführrohrs 6: d_r = 60 mm;
- maximale axiale Distanz des Brennstoffaustritts 15 in Bezug auf den Muffeleintritt: I = 700 mm.

Eine solche Vorrichtung liefert eine Flammform wie in Fig. 1 dargestellt. Die Flammoberfläche ist glatt, und der Staupunkt ist deutlich sichtbar. Die Dicke der Kaltluftzone Z zwischen der Flammoberfläche und der Wand der Brennermuffel 3 beträgt im Mittel etwa 15 mm. Bei abgenom mener Beschleunigungsdüse 4 kann man durch die Kaltluftzone Z hindurch von außen bis auf den Boden der Eintrittsspirale 2 hindurchsehen und letzteren deutlich erkennen. Diese besondere Strömungs- und Flamm führung ergibt günstige Voraussetzungen für die Durchführung des erfin dungsgemäßen Verfahrens.

Die Abmessungen lassen sich geringfügig verändern, wodurch man den Druckverlust und die Dicke der Kaltluftzone Z entsprechend verändern kann. Eine Verkleinerung des Eintrittsdurchmessers d oder Spiralbreite b verstärkt den Drall der Verbrennungsluft und damit ihren Unterdruck sowie den Impuls der Rückströmung entlang der Achse der Brennermuffel 3. Entsprechend wird die Dicke der Kaltluftzone Z geringer. Versuche zeigten, daß der Verkleinerungsfaktor des Eintrittsdurchmessers d oder der Spiralbreite b (oder das Produkt der Verkleinerungsfaktoren beider Größen) bis zu etwa 1,6 gehen kann. Eine Vergrößerung des Eintritts durchmessers d und der Spiralbreite b um insgesamt einen Faktor von 1,3 ist möglich. Allerdings wird die Dicke der Kaltluftzone Z und damit diejenige Luftmenge, die der Verbrennung nicht mehr frühzeitig genug beigemischt wird, dann größer. Außerdem wird die Rückströmung ent lang der Achse der Brennermuffel 3 dann so schwach, daß die Flammsta bilisierung merklich nachläßt.

Eine Variation des Spiralwinkels α hat in dem angegebenen Bereich keinen meßbaren Effekt, was landläufigen Vorstellungen widerspricht. Lediglich die Druckverluste werden mit größer werdendem Spiralwinkel etwas schwä cher. Bei Überschreiten eines Spiralwinkels von etwa 200, was beispiels weise durch schwenkbare radiale Schaufeln erreicht werden kann, schlägt das ganze Strömungsbild hörbar um. Aus dem hochfrequenten, etwas zischenden Flammgeräusch wird ein niederfrequentes, dumpfes Bullern. Die Flamme ist nicht mehr straff und diszipliniert, sondern besteht - obwohl noch eine kräftige Rückströmung feststellbar ist - aus undefi nierten, ringähnlichen Wirbelformationen. Flammstabilität und Ausbrand sind schlecht, und der Druckverlust des Systems geht auf einen Bruchteil der Originalwerte zurück. Bei Verkleinern des Spiralwinkels α unter den genannten Grenzwert tritt deutlich sicht- und hörbar der umgekehrte Um schlag wieder ein.

Da das Strömungsbild in Vorrichtungen nach Fig. 1 nicht von der Reynolds-Zahl abhängt, ist es sehr einfach, durch storchschnabelartiges Vergrößern oder Verkleinern der Vorrichtung diese für jeweils andere Leistungen aus zulegen. Die Umrechnungsgleichung ist einfach, da die Durchsätze genau den Querschnitten, d. h. dem Quadrat der Abmessungen proportional sind. Entsprechend sind bei anderen Druckverlusten bei ansonsten gleicher Wärmeleistung die Abmessungen mit Ausnahme des Drallwinkels umgekehrt proportional der vierten Wurzel aus dem Änderungsverhältnis verändert zu wählen.

Claims

1. Verfahren zur NO_x-armen Verbrennung von staubförmigen, fluidisierten kohlenstoffhaltigen Brennstoffen, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

- Eintragen des fluidisierten Brennstoffs in eine Strömung sauerstofffreier Gase, deren Temperatur wenigstens 800°C beträgt,
- Aufheizen des Brennstoffs in der sauerstofffreien Gasströmung soweit, daß der überwiegende Teil seiner flüchtigen Bestandteile, insbesondere Stickstoff, abgeht, bzw. sich der Brennstoff in flüchtige Bestandteile, insbesondere Stickstoff, und Kohlenstoff trennt, und
- anschließendes Durchmischen der Brennstoffbestandteile mit Verbrennungsluft und Verbrennen des Brennstoffs.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heißgas strömung reduzierend ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Heißgasströmung eine Temperatur von wenigstens 1000°C hat.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Heißgasströmung aus den Verbrennungsabgasen gewonnen wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß die Heißgasströmung die Rückströmung einer Flamme ist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine dreh symmetrische Flamme ausgebildet wird, deren Länge ein Mehrfaches ihres mittleren Durchmessers beträgt und in der eine Rückströmung aus heißem Verbrennungsabgas vorhanden ist, deren Länge ein Mehrfaches des mittleren Flammdurchmessers beträgt, und daß der zu verbrennende Brennstoff am Beginn der Rückströmung in dieselbe eingegeben wird und erst am Ende der Rückströmung mit der Verbrennungsluft in Berührung gebracht wird.