DE4317732A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Oxidieren eines pulverförmigen Brennstoffs mit zwei Gasen unterschiedlichen Sauerstoffgehalts - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Oxidieren eines pulverförmigen Brennstoffs mit zwei Gasen unterschiedlichen SauerstoffgehaltsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Oxidieren eines pulver
förmigen Brennstoffs in einem Ofen, vorzugsweise einem Flamm
schmelzofen mittels eines Brenners, wobei die Oxidation haupt
sächlich auf der Vermischung zweier unterschiedlicher Verbren
nungsgase, des pulverförmigen Verbrennungsstoffes und möglicher
weise eines Zusatzbrennstoffs im Ofenraum erfolgt. Die Verbren
nungsgase werden dem Ofenraum in separaten Strömen zugeführt,
wobei der Sauerstoff zentral und zumindest teilweise verwirbelt
und die Luft diesen umgebend in mehreren Teilströmen zugeführt
wird. Die Erfindung betrifft weiterhin einen Brenner zum Vermi
schen eines pulverförmigen Brennstoffs und eines Verbrennungsga
ses zum Verbrennen dieser Stoffe im Ofenraum.
Im Stand der Technik sind mehrere Wege zum Oxidieren eines pul
verförmigen Brennstoffs sowohl mit Luft, sauerstoffangereicher
ter Luft als auch mit reinem Sauerstoff bekannt.
In dem US-Patent 4,210,315 wird ein pulverförmiger Brennstoff
als ringförmiger abwärts gerichteter Pulverfluß zugeführt, der
auf eine speziell geformte Oberfläche gerichtet ist, die in dem
ringförmigen Fluß angeordnet ist. Der ringförmige Fluß wird
durch mehrere Dispersionsluftströme, die von unterhalb der ge
formten Oberfläche zugeführt werden, symmetrisch seitwärts ver
teilt. Von außerhalb dieses Suspensionsstroms wird das Verbren
nungsgas in einem hauptsächlich ringförmigen Fluß zugeführt, um
mit der pulverförmigen Substanz gemischt zu werden und zu rea
gieren.
Es ist für eine in einem vertikalen zylindrischen Rohr stattfin
dende Verbrennung erforderlich, daß der Pulver-Verbrennungsgass
trom parallel zum Rohr und symmetrisch darin verläuft. Dieses
ist beispielsweise in der US-PS 4,392,885 realisiert. Dort wird
ein hauptsächlich horizontal verlaufendes Verbrennungsgas in ei
nen weichen ringförmigen Fluß geteilt und umgeleitet, um den
Pulverfluß parallel zum Reaktionsrohr zu umschließen. Manchmal,
wenn der ringförmige Verbrennungsgasfluß zu dünn wird, müssen
sprühartige Teilströme eingeführt werden, die den oben genannten
Pulverfluß umgeben und diesem beigemischt werden, wie beispiels
weise im US-Patent 4,490,170. Die separaten Verbrennungsgasströ
me rotieren vorzugsweise.
In all diesen Verfahren umschließt das Verbrennungsgas einen
gleichförmigen Pulverfluß entweder als gleichförmiger, ringför
miger Fluß oder in unterteilten Einzelströmen.
Im Unterschied zu den vorgenannten Beispielen wird bei dem
US-Patent 4,331,087 ein gleichförmiger, ringförmiger Pulverfluß er
zeugt, der einen kräftig rotierenden Verbrennungsgasstrom um
gibt.
In dem US-Patent 5,133,801 wird eine geringe Menge des Sauer
stoffs in das Zentrum eines Verteilungsgliedes nach US-Patent
4,210,315 geführt, um innerhalb des Pulverstroms zusätzlichen
Sauerstoff bereit zu stellen.
In vielen Fällen, zum Beispiel bei der Verbrennung von Kohlen
stoff werden der pulverförmige Brennstoff und das Verbrennungs
gas bereits vor dem Reaktionsraum gemischt, sogar vor dem Bren
ner. Dies ist jedoch nicht immer vorteilhaft, insbesondere wenn
das verwendete Verbrennungsgas reiner Sauerstoff ist und der
Brennstoff eine leicht reagierende pulverförmige Substanz dar
stellt. Auch der Verschleiß der Ausrüstung bereitet in diesem
Fall Schwierigkeiten.
Es ist Ziel der Erfindung, die Nachteile des oben erwähnten
Standes der Technik zu überwinden und ein Verfahren und eine
Vorrichtung bereit zu stellen, die einen gute Vermischung des
Brennstoffs mit den Verbrennungsgasen und damit eine gute Reak
tion der Komponenten miteinander ermöglichen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß An
spruch 1 und einen Brenner gemäß Anspruch 8 gelöst. Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der entsprechenden
Unteransprüche.
Das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung werden de
taillierter nachfolgend mit Bezug auf die beiliegende Zeichnung
beschrieben. In dieser zeigen
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer bevorzugten Ausfüh
rungsform der Erfindung in Form eines Flammschmelzofens,
Fig. 2 eine schematische teilgeschnittene Ansicht eines Pulver
materialbrenners gemäß der Erfindung,
Fig. 3 eine Ansicht des Brenners aus Fig. 2 im eingebauten Zu
stand, und
Fig. 4 eine schematische Ansicht der Materialflüsse unterhalb
der Brennerspitze im oberen Bereich des Flammschmelzofens.
Fig. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung wie der Brenner
1 für den pulverförmigen Verbrennungsstoff in dem Gewölbe 3 des
Flammschmelzofens 2 angeordnet ist. Der Pulverbrennstofffluß, in
der Regel ein Konzentratfluß, wird im Brennerinnenraum von einer
Zuführeinrichtung 4 in mehreren Teilflüssen zugeführt. Beide Re
aktionsgase 5 und 6 werden ebenfalls als gleichförmige Gasflüsse
dem Brenner zugeführt, wo die Luft in mehrere Teilflüsse ver
teilt und dem Ofen zugeführt wird. Das Konzentrat und die Reak
tionsgase werden in getrennten Flüssen dem Ofen zugeführt, so
daß sie lediglich in dem Reaktionsrohr oder -raum 7 des Flamm
schmelzofens aufeinander treffen. Die vorliegende Erfindung be
handelt ein Verfahren mit zwei unterschiedlichen Reaktionsgasen
und entsprechend wird mit dem Reaktionsgas I Sauerstoff und mit
dem Reaktionsgas II Luft bezeichnet.
Der pulverförmige Konzentratfluß wird von der Zuführeinrichtung
4 abgegeben, die oft als Kettenförderer ausgebildet ist und in
drei bis sechs, vorzugsweise fünf Teilflüsse unterteilt. Wie in
Fig. 2 zu sehen ist, fallen diese Teilflüsse in hauptsächlich
röhrenförmigen Kanälen 8 des Brenners aufgrund der Gravitation
nach unten. Zuerst werden die Teilflüsse in einem solchen Maße
nach außen, d. h. voneinander weggeleitet, daß eine Wirbelerzeu
gungsvorrichtung 9 im zentralen Teil der Vorrichtung installiert
werden kann. Danach werden die Teilflüsse für eine gewisse Zeit
vertikal nach unten geführt und anschließend wieder nach innen,
d. h. aufeinander zugeleitet, so daß sie in Richtung auf die zen
trale Achse des vertikalen zylindrischen Reaktionsraums 7 ge
richtet sind und mit dieser einen Winkel einschließen, der im
Bereich 15 bis 50° liegt. Schließlich werden die in den Kanälen
8 fließenden Teilflüsse des pulverförmigen Verbrennungsstoffes
durch das Gewölbe 3 des Reaktionsrohres von der Umgebung des
Wirbelgenerators des Reaktionsgases I in das Rohr geleitet, wo
es die zentrale Achse des Rohres etwas unterhalb der nach unten
weisenden Oberfläche des Gewölbes trifft.
Fig. 2 zeigt weiterhin, daß die röhrenförmigen Kanäle 8 zum Zu
führen des Konzentrats an ihren Biegungen mit speziellen Taschen
10 versehen sind, wo das Konzentrat gesammelt wird und so eine
autogene Auskleidung darin bildet. Diese autogene Auskleidung
schützt das Rohr vor Abnützungseffekten aufgrund des Auftreffens
einzelner Partikel. Der untere Teil des Kanals 8 kann weiterhin
mit einer separaten Abstreifeinrichtung 12 versehen sein, durch
die Anhäufungen bzw. Ablagerungen aus dem Konzentratrohr und dem
Gewölbe während des Betriebes herausgekratzt werden können.
Beim Verbrennen pulverförmigen Verbrennungsstoffes, insbesondere
Konzentrat, werden sowohl Luft als auch reiner Sauerstoff ver
wendet. Normalerweise werden diese homogen vor dem Eintritt in
den Reaktionsraum gemischt und anschließend wird die sauer
stoffangereicherte Luft dem Reaktionsraum in einer Weise zuge
führt, wie sie beispielsweise in den eingangs erwähnten Patenten
beschrieben ist. Schwierigkeiten können hin und wieder beim Mi
schen entstehen. Oft haben zum Beispiel Sauerstoff und die Luft
unterschiedliche Drücke und dies muß berücksichtigt werden beim
Mischen und Zuführen der Gase in den Ofen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden dem Ofen Sauerstoff
und Luft separat und auf unterschiedliche Weise zugeführt. Dies
bedeutet, daß die Luft dem Ofen in der Regel durch ein Gebläse
zugeführt wird, so daß der Luftdruck im Bereich von 0,02 bis
0,05 bar liegt. Der Sauerstoff wird über einen Kompressor zuge
leitet, so daß der Sauerstoffdruck im Bereich zwischen 0,2 und
0,5 bar liegt. Entsprechend der vorliegenden Erfindung werden
diese Verbrennungsgase nun separat dem Ofen zugeleitet, wobei
der Sauerstoff mit dem höheren Druck vollständig dazu verwendet
werden kann, das Konzentrat zu dispergieren. So wird diese Ver
wirbelungs- oder Rührenergie, die in dem Sauerstoff enthalten
ist, nicht beim Zusammenmischen der Verbrennungsgase verloren.
Durch die Erfindung werden so alle Drücke der Verbrennungsgase
optimal genutzt. Der (höhere) Sauerstoffdruck kann verwendet
werden, um eine starke Verwirbelung des Sauerstoffs hervorzuru
fen und somit eine gute Verteilung des Konzentrats sicherzustel
len. Die Fluktuation in der Sauerstoffmenge wird berücksichtigt
durch ein spezielles Verwirbelungseinstellglied, welches zum
Beispiel in dem US-Patent 4,331,087 beschrieben ist.
Andererseits werden von der Luft wegen ihres geringen Druckes
keine besonderen Eigenschaften hinsichtlich der Verwirbelung und
Konzentratverteilung erwartet, sondern lediglich eine geeignete
und sehr variable "Gleichmäßigkeit".
Das Reaktionsgas II, zum Beispiel Luft, wird dem Brenner 1 in
erster Linie horizontal zugeführt und in ähnlicher Weise wie das
Konzentrat in drei bis sechs, vorzugsweise vier Teilflüsse un
terteilt. Die Aufteilung kann durchgeführt werden, bevor die ho
rizontale Strömung in eine hauptsächlich vertikale Richtung um
geändert wird. Sie kann jedoch auch in einer separaten Luftver
teilungskammer erfolgen, deren Bodenteil mit röhrenförmigen
Öffnungen 13 versehen ist, die durch das Gewölbe des Reaktions
rohres bzw. Reaktionsraumes ragen und in dem gleichen Winkel wie
der Konzentratfluß ausgerichtet sind. Vorzugsweise sind die Kon
zentrat- und Luftkanäle 8 und 13 auf dem gleichen Umkreis ange
ordnet, so daß alternierend ein Kanal für Konzentrat und ein Ka
nal für Luft vorgesehen sind. Prinzipiell treffen sich die Ach
sen beider Teilflüsse an dem gleichen Punkt an der zentralen
Achse des Raumes bzw. Rohres.
Der Öffnungswinkel der Luftdüsen liegt bei 15 bis 20° und sie
versetzen das umgebende Medium, wie zum Beispiel Konzentrat in
einen Saugstrom, der sehr kraftvoll in Richtung auf den oberen
Teil des Stromes gerichtet ist. Auf diese Weise kommt das umge
bende Medium entsprechend den Geschwindigkeiten der Ströme in
einen intensiven Kontakt mit dem Luftstrome.
Das Reaktionsgas I, zum Beispiel der reine Sauerstoff, dessen
Anteil am gesamten Verbrennungsgasfluß ungefähr die Hälfte be
trägt, wird als gleichförmiger zuerst hauptsächlich horizontaler
Fluß durch den Kanal 14 der Wirbelerzeugungskammer 9 zugeführt.
In der Wirbelerzeugungskammer wird der Sauerstoffgasfluß in ei
ner hauptsächlich vertikalen Richtung umgelenkt und zumindest
teilweise in eine starke turbulente Bewegung versetzt, so daß
der Sauerstoff von dem Zentrum des Luft- und Konzentratsus
penionsringes als in erster Linie hohler konischer Strahl mit
einem Öffnungswinkel von größer als 20° aus dem unteren Teil 15
des Wirbelgenerators in den Reaktionsraum 7 austritt. Zusätzlich
zu den bereits genannten Vorteilen einer separaten Sauerstoffzu
fuhr stellen separate Sauerstoffkanäle einen wichtigen Faktor
auch im Hinblick auf die Arbeitsplatzsicherheit dar.
Es gibt Konzentrate, wie zum Beispiel Nickelsulfidkonzentrat,
deren eigener Schwefelgehalt nicht immer zum Aufrechterhalten
der für die Reaktion erforderlichen hohen Temperatur ausreicht.
In diesen Fällen wird zusätzliche Wärme im Reaktionsrohr benö
tigt. Bei der vorliegenden Erfindung wird dies in einfacher
Weise durch das folgende Verfahren erreicht.
Fig. 3 zeigt, wie der Sauerstoffluß von der Innenseite aus dem
Bodenteil 15 des Wirbelgenerators austritt. Dort wird dem Reak
tionsraum durch die Leitung 16 ein Flüssigbrennstoff zugeführt.
So wird dieser zusätzliche Brennstoffluß von innerhalb des hoh
len Sauerstoffgasflusses verteilt, und wenn der Brennstoff auf
grund des umgebenden Sauerstoffs brennt, emittiert er zusätzli
che Hitze, die bei den Reaktionen erforderlich ist.
Um die oben aufgeführten Anforderungen zu erfüllen, resultieren
die erforderlichen Abmessungen oft in einer Situation, bei der
die Oberflächen der Brennelemente so weit durch das Gewölbe des
Ofenrohres ragen, daß die Temperaturstabilität des Brennmateri
als aufgrund der starken Hitzeabstrahlung in den Ofen
(Temperatur über 1400°C) nicht länger garantiert ist. Bei der
vorliegenden Erfindung wird dieses Problem effektiv durch eine
Wasserkühlung gelöst, die für den Fachmann wegen der damit ver
bundenen Risiken nicht offensichtlich ist. Das gesamte Brenner
system ist in dem Gewölbe innerhalb einer wassergekühlten Kup
ferplatte 17 montiert, die die Verwendung der Materialien und
Formen beträchtlich erleichtert.
Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung eines Strahlmusters
in dem oberen Teil des Reaktionsrohres, wenn sich die Brenn
stoff- und Verbrennungsgasstrahlen, die aus den separaten Kanä
len austreten, treffen. Die Verhältnisse an den Punkten A, B und
C in den entsprechenden Querschnitten werden nachfolgend be
schrieben.
In dem vertikalen Querschnitt von Fig. 4 ist zu sehen, daß von
dem Bodenteil 15 des Wirbelgenerators ein separater starker Sau
erstoffgasstrahl 18 austritt, um den herum symmetrisch die Kon
zentratflüsse 19 aus den Konzentratkanälen 8 und die Luftflüsse
20 aus den Luftkanälen 13 austreten. In Fig. 4A sind alle Flüs
se weiterhin separat. Jedoch, wie anhand des Querschnittes 4B
ersichtlich ist, setzt der Öffnungswinkel der Luftstrahlen den
Konzentratfluß in einen Saugstrom, aufgrund dessen die feinsten
Teile des Konzentrats, die in dem Gasraum fluidisiert sind in
dem Luftstrom absorbiert werden und daher nicht irgendwo an
kleben oder Ablagerungen an dem Gewölbe bilden. Es ist so ein
nach innen gerichteter ringförmiger Konzentrat/Luft-Vorhang ge
bildet und der Konzentratgehalt in dem Ring fluktuiert in einer
wellenartigen Weise. Wie aus dem Querschnitt 4C ersichtlich ist,
ist die Verwirbelung bzw. Turbulenz des Sauerstoffstrahls so
stark, daß es weiterhin möglich ist, die in Fig. 4 ersichtliche
vorsuspendierte Konzentrat/Luft-Suspension zu verteilen und ho
mogen zu mischen mit einer für die Reaktion ausreichend hohen
Geschwindigkeit.
Möglicherweise wurden durch einige Brenner nach dem Stand der
Technik bestimmte Merkmale der vorliegenden Erfindung erreicht,
wohingegen die Realisierung anderer für den Brennungsprozeß we
sentlicher Merkmale nicht erreicht wurden. Das Verfahren und die
Vorrichtung der vorliegenden Erfindung jedoch beseitigt alle
oben aufgeführten Nachteile gleichzeitig. Wichtige Beurteilungs
kriterien für Brenner sind praktische Anforderungen, zum Bei
spiel ein Betrieb ohne Ausfälle und Abnutzung etc.
In allen bekannten Vorrichtungen nach dem Stand der Technik wird
ein ringförmiger Konzentratfluß verwendet. Hierbei wird die Öff
nung oft relativ klein und verursacht die Gefahr eines Zuset
zens, zum Beispiel wegen eines Störteils, das in dem Konzentrat
fluß transportiert wurde (zum Beispiel eine Schweißelektrode).
Die Öffnung kann ebenfalls, insbesondere wenn sie beheizt wird,
an einen bestimmten Punkt schmaler werden und daher Asymmetrie
erzeugen. Die Reinigung einer ringförmigen Öffnung ist weiterhin
oft problematisch. Die Reparatur einer beschädigten Öffnung er
fordert separat entworfene und manuell hergestellte Spezial
strukturen.
In der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung können Stan
dardrohre verwendet werden, die daher leicht ersetzbar und sta
bil sind und ihre Form gut beibehalten. Es ist weiterhin
bekannt, daß eine runde transversale Oberfläche die Oberfläche
mit der geringsten Reibung darstellt, so daß ein Blockieren mi
nimiert wird. Wenn jedoch trotzdem aus irgendwelchen Gründen et
was blockieren sollte, besteht die Möglichkeit zur Reinigung,
die jedoch einfach und unkompliziert im Vergleich zu anderen
Strukturen durchgeführt werden kann. Die Reinigung kann sogar
automatisiert werden, falls dies notwendig sein sollte.
Das Konzentrat erzeugt oft Abnutzungseffekte, wenn es auf eine
Wand mit einer recht hohen Geschwindigkeit auftritt. Bei der
vorliegenden Erfindung wurde diesem Umstand auf autogene Weise
Rechnung getragen, d. h. an jedem Kollisionspunkt befindet sich
eine Fortsetzung des Rohres, die gleichzeitig als Sammelbehälter
des Konzentrats dient und die kollidierenden Teile des Konzen
tratflusses aufnimmt, wie oben bereits beschrieben worden ist.
In vielen Fällen wird, wenn der Sauerstoff in dem Konzentrat von
außen zugeführt wird, durch den Zwischenraum zwischen dem Kon
zentrat/Verbrennungsluftfluß und der Wand des Reaktionsrohres
zusätzliche Hitze eingeführt und dann kann eine heiße Flamme
(Sauerstoff) wegen einer Abnutzung der Rohrwandung aufgrund
starker Hitzebeanspruchung in der Regel nicht benutzt werden.
Bei der vorliegenden Erfindung ist die Konzentrat/Luft-Suspen
sion am nahesten an der Wand angeordnet und daher verursacht die
erfindungsgemäße Struktur keine Schäden an dem Mauerwerk oder
den Mörtelstrukturen des Ofenrohres.
Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf das beigefügte Bei
spiel beschrieben.
In die Flammschmelze eines Nickelkonzentrats wurden dem Ofen
entsprechend der nachstehenden Tabelle die nachfolgenden Mate
rialien zugeführt. Der Durchmesser des Reaktionsrohres betrug
4,2 m.
Wie aus der obigen Tabelle ersichtlich ist, hat der Brenner ei
nen großen Einstellbereich. Der Durchsatz kann verdoppelt werden
und die Praxis hat gezeigt, daß der Brenner in beiden Bereichen
effizient arbeitet. Wie aus der Tabelle zu sehen ist, wurden im
Bereich des Durchsatzes II die Sauerstoffzufuhr als auch der Ge
samtdurchsatz verdoppelt, jedoch wurde die gleiche Mischeffizi
enz (Verwirbelungsrate) erreicht durch Reduktion der Intensität
der Zirkulation des Verbrennungsgases I. Der Einstellbereich ist
deutlich größer als bei einer Anordnung nach dem Stand der Tech
nik, weil bei dieser die Mischeffizienz in erster Linie von der
Austrittsgeschwindigkeit des vorgemischten Verbrennungsgases ab
hängt. In dem Beispiel wird gezeigt, daß die separate Zufuhr der
Verbrennungsgase I und II eine wesentliche Erweiterung des Ein
stellbereichs mit sich bringt.
Claims (16)
1. Verfahren zum Oxidieren eines einem Ofen, vorzugsweise einem
Flammschmelzofen, zuzuführenden pulverförmigen Brennstoffs mit
tels eines Verbrennungsgases, so daß ein Teil des Verbrennungs
gases verwirbelt in den Reaktionsraum eingeführt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Vergrößerung des Arbeitsbereiches des Flammschmelzofens zwei Reaktionsgase I und II als Verbrennungsgas benutzt werden, so daß das Reaktionsgas I, zum Beispiel Sauerstoff, dem Reakti onsraum des Flammschmelzofens als zumindest teilweise verwir belter separater hohler Gasstrom von dem Zentrum des Brenners aus zugeführt wird, und daß das Verbrennungsgas II, zum Beispiel Luft, in zumindest drei separaten Strömen nach unten gerichtet um den Sauerstoffstrahl herum zugeführt wird, wobei der Öff nungswinkel dieser Ströme zwischen 15 und 20° liegt,
und daß zwischen jedem Luftstrom, insbesondere auf dem gleichen Kreis ein Kanal für den pulverförmigen Verbrennungsstoff angeordnet ist und daß die daraus zugeführten separaten Brennstoffströme unterhalb des Brenners einen Winkel von 15 bis 50°, bezogen auf die zentrale Achse des Reaktionsraumes, bilden.
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Vergrößerung des Arbeitsbereiches des Flammschmelzofens zwei Reaktionsgase I und II als Verbrennungsgas benutzt werden, so daß das Reaktionsgas I, zum Beispiel Sauerstoff, dem Reakti onsraum des Flammschmelzofens als zumindest teilweise verwir belter separater hohler Gasstrom von dem Zentrum des Brenners aus zugeführt wird, und daß das Verbrennungsgas II, zum Beispiel Luft, in zumindest drei separaten Strömen nach unten gerichtet um den Sauerstoffstrahl herum zugeführt wird, wobei der Öff nungswinkel dieser Ströme zwischen 15 und 20° liegt,
und daß zwischen jedem Luftstrom, insbesondere auf dem gleichen Kreis ein Kanal für den pulverförmigen Verbrennungsstoff angeordnet ist und daß die daraus zugeführten separaten Brennstoffströme unterhalb des Brenners einen Winkel von 15 bis 50°, bezogen auf die zentrale Achse des Reaktionsraumes, bilden.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Reaktionsgase I und II dem Reaktionsraum durch den Bren
ner mit unterschiedlichem Druck zugeführt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Druck des Reaktionsgases I im Bereich von 0,2 bis 0,5
bar liegt.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Druck des Reaktionsgases II im Bereich zwischen 0,02 und
0,05 bar liegt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Anzahl der Kanäle für das Reaktionsgas II zwischen 4 und
6 liegt.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Anzahl der Kanäle für den pulverförmigen Brennstoff zwi
schen 4 und 6 liegt.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß von dem Zentrum des Gasstrahls des Reaktionsgases I aus ein
gasförmiger oder flüssiger Zusatzbrennstoff zugeführt wird.
8. Brenner (1) zum Oxidieren eines pulverförmigen Brennstoffs,
der einem Ofen, vorzugsweise einem Flammschmelzofen (2) mittels
eines Verbrennungsgases zugeführt wird, wobei der Brenner (1),
vorzugsweise in dem Gewölbe (3) eines, vorzugsweise vertikalen,
zylindrischen Ofens angeordnet ist, und daß ein Teil des Ver
brennungsgases dem Reaktionsrohr (7) des Ofens verwirbelt zuge
führt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Brenner (1) folgende Komponenten umfaßt:
einen im Zentrum des Brenners (1) angeordneten Wirbelstromerzeu
ger (9) zur separaten Zuführung eines ersten Reaktionsgases I,
eine den Wirbelstromerzeuger (9) umgebende Luftverteilungskammer
zumindest drei abwärts gerichtete, separate Luft-Zuführkanäle
(13) für ein zweites Reaktionsgas II, z. B. Luft, und zwischen
jeweils zwei benachbarten Luftzuführkanälen (13) angeordnete
Kanäle (8) zum Zuführen des pulverförmigen Brennstoffes, wobei
die Kanäle (8) vorzugsweise auf dem gleichen Umkreis wie die
Luftzuführkanäle (13) angeordnet sind.
9. Brenner nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß der untere Teil des Brenners (1) mit einer wassergekühlten
Kupferplatte (17) versehen ist.
10. Brenner nach Anspruch 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß innerhalb des Wirbelstromerzeugers (9) eine koaxial angeord
nete Zuführleitung (15) für einen gasförmigen oder flüssigen Zu
satzbrennstoff angeordnet ist.
11. Brenner nach einem der Ansprüche 8 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kanäle (8) für den pulverförmigen Brennstoff mit Taschen
(10) zum Schutz der Kanäle versehen sind.
12. Brenner nach einem der Ansprüche 8 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kanäle (8) für die Zufuhr des pulverförmigen Brennstoffs
mit einer Abstreifeinrichtung (12) versehen sind.
13. Brenner nach einem der Ansprüche 8 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß die nach unten gerichteten röhrenförmigen Kanäle (13) für
das Reaktionsgas II einen Winkel von 15 bis 20° zur vertikalen
zentralen Achse des Reaktionsrohres (7) bilden.
14. Brenner nach einem der Ansprüche 8 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß die nach unten gerichteten röhrenförmigen Kanäle (8) für den
pulverförmigen Brennstoff einen Winkel von 15 bis 50° zur verti
kalen zentralen Achse des Reaktionsrohres (7) bilden.
15. Brenner nach einem der Ansprüche 8 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Anzahl der Kanäle (13) für das Reaktionsgas II zwischen
4 und 6 liegt.
16. Brenner nach einem der Ansprüche 8 bis 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Anzahl der Kanäle (8) für den pulverförmigen Brennstoff
zwischen 4 und 6 liegt.
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