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Schachtfeuerung, vorzugsweise für Grobkoks Die Erfindung betrifft
eine Schachtfeuerung, vorzugsweise für Grobkoks, die aus einem von einem Gasaustritts-Stehgitter,
von einem diesem gegenüberliegenden Lufteintritts-Stehgitter und von einer den Brennstoff
und die Schlacke tragenden, als Rost ausgebildeten Bodenfläche begrenzten Brennschacht
und aus einer Schlackenaustragvorrichtung besteht.
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Bei einer Schachtfeuerung ist in der Umgebung des Lufteintritts-Stehgitters
der Abbrand erheblich größer als in der Umgebung des Gasaustritts-Stehgitters, weil
dort keine Verbrennung, sondern nur eine Vergasung des Brennstoffes stattfindet,
wobei die Verbrennungsgase aus dem vorderen Teil durch den glühenden Brennstoff
im hinteren Teil reduziert werden. Infolgedessen fallen die meisten Verbrennungsrückstände
am Lufteintritts-Stehgitter an, wo sie bei den dort herrschenden höhen Temperaturen
teigartig oder flüssig werden. Dadurch ergeben sich Schwierigkeiten im Betrieb.
Die Verbrennungsrückstände wachsen zu großen und harten Schlackenkuchen zusammen,
die schwer aus dem
Brennschacht zu entfernen sind und bei ihrer
Entfernung Brennstoffteile mit sich führen.
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Zur Vermeidung dieser Schwierigkeiten ist erfindungsgemäß die Schlackenaustragvorrichtung
als an sich bekannter Schlackenstößel ausgebildet, der unterhalb des Gasaustritts-Stehgitters
auf der die Schlacke tragenden Rostbodenfläche verschiebbar angeordnet ist, und
die Unterkante des Lufteintritts-Stehgitters und die Bodenfläche begrenzen eine
dem Schlackenstößel gegenüberliegende Schlaokenaustragöffnung, wobei die Verbrennungsprimärluft
zusätzlich durch die Schlackenaustragöffnung und durch den Rostboden eintritt.
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Bei dieser Anordnung der Entschlackungsvorrichtung und der Austragöffnung
der Schlacke werden die am Lufteintritts-Stehgitter anfallenden Verbrennungsrückstände
unmittelbar aus dem Brennschacht entfernt, so daß der Verbrennungsvorgang im Brennschacht
nicht durch den Austrag der Schlacke gestört wird und keine brennbaren Teile beim
Entschlacken mitgeführt werden.
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Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung ist, daß der
Brennweg des Brennstoffes im hinteren Teil des Schachtes wesentlich verlängert wird
und diese Brennstoffe gezwungen werden, eine Zone zu passieren, in der genügend
Primärluft zugeführt wird, um eine vollständige Verbrennung dieses Brennstoffes
herbeizuführen. Der Brennstoff im hinteren Schachtteil wird, während sich dieser
an demGasaustritts-Stehgitter entlangbewegt, nur vergast. Die Verbrennung setzt
erst auf dem unteren Schachtabschluß ein, da der Brennstoff erst an dieser Stelle
mit dem durch die Schlackenaustragöffnung und den Rostboden . zuströmenden Teil
der Primärluft in Berührung kommt. Dadurch, daß der Brennweg des Brennstoffes im
hinteren Teil infolge der Wirkung der Schlackenaustragvorrichtung nach vorn umgebogen
und verlängert ist, wird dieser Brennstoff gezwungen, die Feuerzone zu passieren,
wobei er vollständig verbrennt.
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Da die Verbrennungsrückstände unter dem Lufteintritts-Stehgitter hindurch
aus dem Brennschacht entfernt werden, sammeln sie sich in einem Raum, in dem Verbrennungsluft
reichlich vorhanden ist. Dies hat den Vorteil, daß die Feuerungsrückstände durch
die Luft abgekühlt werden und etwa noch darin vorhandene unverbrannte Brennstoffteilchen
verbrennen, während die in den Brennschacht geführte Luft durch diese heiße Schlacke
vorgewärmt wird. Die vorgewärmte Luft durchströmt anschließend die Brennstoffsäule
in ihrer ganzen Stärke. Infolgedessen wird die Feuerung nicht mit einem Luftüberschuß
gefahren, so daß der C02-Gehalt der Rauchgase sehr hoch ist. Mit der erfindungsgemäßen
Feuerung ist es möglich, Grobkoks bis zu i2o mm mit hohem Nutzeffekt zu verfeuern,
ohne daß bei niedriger Belastung die Gefahr des Erlöschens des Feuers vorhanden
ist.
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Die Verbrennungsluft wird vorzugsweise in einen an das Lufteintritts-Stehgitter
grenzenden Luftverteilungskasten geleitet, der durch eine verstellbare Öffnung in
einer Trennwand mit dem unterhalb befindlichen Raum und über eine mit einem verstellbaren
Drosselglied versehene Leitung mit einer hinter dem Gasaustritts-Stehgitter angeordneten
Mischkammer in Verbindung steht. Soll die Wärmeabgabe der Feuerung gesteigert werden,
dann genügt es, den Druck der an dem Luftverteilungskasten zugeführten Verbrennungsluft
zu steigern, so daß an allen Stellen, wo die Luft in die Feuerung eintritt, die
zugeführte Luftmenge in gleicher Weise gesteigert wird. Durch die Regelung des Verhältnisses
der beiden Primärluftzufuhrmengen, nämlich der durch das Lufteintritts-Stehgitter
hindurch zugeleiteten Primärluft und der durch die Schlackenaustragöffnung und durch
den Boden eintretenden Primärluft läßt sich die Stelle, an der sich die Verbrennungszone
der Brennstoffsäule befinden soll und infolgedessen auch der Weg, den die Verbrennungsgase
zurücklegen müssen. festlegen. Regelt man nun das Verhältnis Primärluft zu Sekundärluft,
so läßt sich ein Verbrennungsvorgang erzielen, bei dem die durch den Schornstein
entweichenden Gase keine brennbaren Bestandteile mehr enthalten.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der
Erfindung dargestellt. ' Fig. i zeigt einen Längsschnitt einer Feuerung für Zentralheizungszwecke;
Fig. 2 zeigt diese Feuerung teilweise in Draufsicht und teilweise im Querschnitt.
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Der Brennstoff rutscht unter dem Einfluß der Schwerkraft aus einem
Brennstoffbunker i in eine Verbrennungskammer 2. Die Verbrennungskammer wird durch
Seitenwände 3 und q. und zwei Stehgitter 5 und 6, die im Ausführungsbeispiel aus
einer Reihe von senkrecht stehenden wassergekühlten Röhren bestehen, deren untere
Enden in einen Sammelbehälter münden, begrenzt. Der Boden der Verbrennungskammer
wird durch einen Rost 7 gebildet.
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Die untere Kante des Stehgitters 5 wird durch ein Sammelrohr 9 gebildet
und befindet sich an einer höheren Stelle als der Rost 7. Infolgedessen kann die
sich auf diesem Rost ansammelnde Schlacke mittels eines unterhalb des Stehgitters
6 angeordneten, auf dem Rost 7 hin- und herbewegbaren Schlackenstößels 8 durch die
zwischen dem Rost und der Unterkante des Gitters 5 gebildete Austragöffnung aus
der Brennkammer entfernt werden. Die Schlacke gelangt dann auf einen Kühlrost io,
wo sie die Gelegenheit bekommt, auszubrennen und abzukühlen. Die Schlacke und die
unterhalb des Rostes befindliche Asche können anschließend durch eine mit einer
Tür i i verschließbare Öffnung aus der Feuerung entfernt werden.
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Mittels eines in der Zeichnung nicht dargestellten Ventilators wird
Verbrennungsluft durch eine Öffnung 13 in einen Luftverteilungskasten 14 geblasen.
Dieser Kasten grenzt an das Stehgitter 5, so daß Primärluft zwischen den Rohren
und dann in waagerechter Richtung durch den in der Verbrennungskammer -, befindlichen
Brennstoff hindurchströmen kann. In dem Boden 15 des Luftverteilungskastens befindet
sich eine Öffnung 16. Ein
Teil der dem Verteilungskasten zugeführten
Luft strömt durch diese Öffnung zu dem Aschenraum 12 und dann in diagonaler Richtung
durch die Verbrennungsrückstände und den daraufliegenden Brennstoff. Das Verhältnis
der beiden Primärluftmengen läßt sich durch eine Änderung der Größe der Öffnung
16 mittels eines Schiebers 17 und gegebenenfalls mit einem in dem Luftverteilungskasten
vor dem Stehgitter 5 angebrachten verstellbaren Durchlaßorgan 18 regeln. Dieses
Organ besteht aus zwei aneinander anliegenden Lochblechplatten, mit denen man durchÜbereinanderschieben
die Größe der wirksamen Öffnung ändern kann, ohne daß die Gleichmäßigkeit des Luftstromes
durch das Lufteintritts-Stehgitter 5 gefährdet ist.
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Infolge der waagerechten Zuleitung von Primärluft durch das Lufteintritts-Stehgitter
5 bildet sich entlang dieses Gitters eine Verbrennungszone. Durch die schräg verlaufende,
zusätzliche Einleitung von Luft durch die Schlackenaustragöffnung und den Rostboden
7 wird eine zweite Verbrennungszone gebildet, die in annähernd waagerechter Richtung
verläuft und die auf dem Schlackenbett S aufliegt. Bei der dargestellten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Feuerung entspricht die Verbrennungszone etwa dem in Fig.
i mit h bezeichneten Raum. Unter der Bezeichnung Verbrennungszone soll in dieser
Beschreibung die Zone verstanden werden, in der eine völlige Verbrennung des Brennstoffes
erfolgt.
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Das in der Verbrennungszone gebildete C02 streicht durch den zwischen
der Verbrennungszone und dem Gasaustritts-Stehgitter 6 befindlichen glühenden Brennstoff
hindurch. In dieser, in der Zeichnung mit R bezeichneten Zone findet die Reduktion
des Kohlendioxyds zu C O statt. Sodann strömt das C O durch das Gasaustritts-Stehgitter
6 zum Nachbrennraum i9, in dem es, mit Sekundärluft vermischt, unter Bildung von
CO, verbrennt.
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Bei fortschreitender Verbrennung rutscht der Brennstoff aus dem Bunker
i allmählich nach unten, bis er zuletzt in den Brennschacht gelangt. Dort wird er
getrocknet, und die in ihm etwa vorhandenen flüchtigen Bestandteile entweichen infolge
der Hitze in dem Brennschacht. Der glühende Brennstoff geht zunächst durch die Reduktionszone,
in der er, unter Abgabe von C, mit dem vorhandenen CO, reagiert. Es tritt
hierbei nicht nur eine Schrumpfung des Brennstoffes, sondern ebenfalls eine Rißbildung
ein, die zu einer Vergrößerung der sich an der Reaktion beteiligenden Oberfläche
führt. Alsdann geht der Brennstoff durch die Verbrennungszone, in der er völlig
verbrennt und in der sich die Schlacke bildet. Infolge der von unten eingeleiteten
Primärluft bildet sich eine poröse Schlacke, die sich leicht durch den in regelmäßigen
Zeitabständen betätigten Schlackenstößel 8 entfernen läßt. Indem man demjenigen
Teil des Rostes 7, der an das Gasaustritts-Stehgitter grenzt, eine geschlossene
Ausführungsform erteilt, was man, wie in der Zeichnung gezeigt, z. B. dadurch erzielen
kann, daß der völlig zurückgezogene Schlackenstößel immerhin noch einen Teil des
Rostes bedeckt, erzielt man eine Verlängerung des Strömungsweges der Luft durch
den unteren Teil des Schachtes.
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Der Nachbrennraum icg kann als Wärmeaustauscher oder, wie in der Zeichnung
angegeben, als Vorfeuerung zu einem Kessel ausgebildet sein. Im letzten Fall strömen
dem Kessel die brennenden Gase durch den Kanal 2o zu.
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Die Zufuhr der Sekundärluft zum Raum i9 erfolgt durch ein Rohr 21.
Dieses Rohr ist mit dem Luftverteilungskasten 14 verbunden und mit einer größeren
Anzahl Löcher geringeren Durchmessers versehen, durch die die Luft in den Raum i9
entweichen kann.
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Das Verhältnis der Primär- zur Sekundärluft läßt sich mittels eines
Regelventils 22 so regeln, daß in den Abgasen, die zuletzt den Schornstein verlassen,
keine brennbaren Gase mehr enthalten sind.
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Die beschriebene Feuerung kann zweckmäßig als Heißwasser- oder Dampfkessel
für Zentralheizungs-und sonstige Zwecke verwendet werden. Sind die Wände der Feuerungsanlage
mit Wassermänteln versehen, so läßt sich ein Nutzeffekt von 9o °/o erzielen.
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Als wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Feuerungsanlage ist
anzuführen, daß sie die Verfeuerung von sehr grobstöckigem Koks gestattet, ohne
daß Schwierigkeiten auftreten. Weiterhin können sehr hohe Belastungen erzielt werden,
während bei niedriger Belastung das Feuer nicht vorzeitig erlischt.