DD239346A1 - Vorrichtung zur brennstoffzufuehrung in eine wirbelschicht - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft Vorrichtungen zur direkten Brennstoffzufuehrung und zur Verbrennung von vorzugsweise fluessigen oder gasfoermigen Brennstoffen in der Wirbelschicht zur Heizung und zur Aufrechterhaltung der Wirbelschicht. Aufgabe und Ziel der Erfindung ist es, durch die Gestaltung der Einbauten solche Stroemungsverhaeltnisse zu erreichen, dass eine intensivere Durchmischung erreicht wird und gleichzeitig der Fertigungs- und Montageaufwand verringert werden. Erfindungsgemaess wird dieses dadurch erreicht, dass durch zweikanalige Zufuehrung fuer den Brennstoff in das sauerstoffhaltige Traegergas zur tangentialen Luftzufuehrung in eine Mischkammer Drallkoerper angeordnet sind. Das Profil der Drallkoerper ist dabei so gestaltet, dass die Luft mit hoher Geschwindigkeit in die Mischkammer gefuehrt wird. Die Zufuehrung des Brennstoffes in die Mischkammer ist durch eine auswechselbare Duese einstellbar. Zur Regulierung der Austrittsgeschwindigkeit des Brennstoff-Luftgemisches aus der Mischkammer ist der Abstand zwischen dem Oberteil des Drallkoerpers und der Unterkante des Brennerkopfes einstellbar.

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft Vorrichtungen zur direkten Brennstoffzuführung und -verbrennung von vorzugsweise flüssigen oder gasförmigem Brennstoff in der Wirbelschicht zur Heizung und Aufrechterhaltung des Wirbelzustandes.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Für die Beheizung von Wirbelschichtreaktoren im Hochtemperaturbereich werden überwiegend Vorrichtungen eingesetzt, die aus einer Vielzahl von über den Reaktorquerschnitt verteilten Öffnungen im Reaktorboden bestehen.

Die Zuführung des Trägergases erfolgt aus einer unterhalb des Reaktorbodens liegenden Luftkammer. Die Zuführung des Brennstoffes erfolgt durch entsprechende Rohrleitungen.

Bekannt sind dazu Ausführungen, bei denen bei zweikanaliger Zuführung, beispielsweise nach dem DE 1906895 und DD 143817, das Brennstoff-Luftgemisch horizontal ausderVorrichtung austritt. Die Vermischung erfolgt dabei unmittelbarvoroderwährend des Austritts aus der Düse.

Nachteil dieser Einrichtungen sind die Einbauten, um den axialen Luftstrom in eine Drallbewegung zu versetzen. Neben anderen strömungstechnischen Nachteilen wird der Luftstrom nur in eine schraubenförmige Bewegung versetzt, mit der kaum eine optimale Vermischung zwischen Brennstoff und Gas erreichbar ist.

Ein weiterer Nachteil besteht in der Fertigung und Austauschbarkeit der Turbulatoren bzw. Drallkörper, da bei den großen Stückzahlen von Brennern je Anlage jederzeit ein Austausch bzw. Auswechseln möglich sein muß.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, eine bessere und intensivere Durchmischung von Luft und Brennstoff zu erreichen sowie den Anpassungsbereich an unterschiedliche Durchsatzleistungen und Stoffe zu erweitern. Gleichzeitig soll der Fertigungs- und Montageaufwand verringert werden und eine leichte Austauschbarkeit der Brenner und von Einzelteilen ermöglicht werden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Es ist die Aufgabe der Erfindung, bei einfacher Gestaltung der Einbauten solche Strömungsverhältnisse zu erreichen, daß eine intensivere Durchmischung erreichbar ist.

Erfindungsgemäß wird dieses dadurch erreicht, daß in einer Mischkammer, der der Brennstoff aus einer Brennstoffkammer zugeführt wird, die Verbrennungsluft nahezu tangential mit hoher Geschwindigkeit einströmt. Erreicht wird dieses dadurch, daß parallel zu der Brennstoffkammer in einem Luftkanal Drallkörper angeordnet sind. Das Profil der Drallkörper ist dabei so gestaltet, daß durch eine Querschnittsverengung die Luftgeschwindigkeit erhöht wird und dadurch mit großer Geschwindigkeit auf den ausströmenden Brennstoff trifft. Das Gemisch tritt dann nahezu horizontal aus der Mischkammer in den Reaktorraum.

Durch eine auswechselbare Düse ist die Zuführung des Brennstoffes in die Mischkammer einstellbar.

Zur Regulierung der Austrittsgeschwindigkeit des Brennstoff-Luftgemisches aus der Mischkammer ist der Abstand zwischen dem Oberteil des Drallkörpers und der Unterkante des Brennerkopfes einstellbar.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung ist nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Hierbei zeigen:

Fig. 1: eine schematische Darstellung als Teilschnitt Fig.2: einen Schnitt A-A nach Fig. 1.

Die Vorrichtung besteht aus einem in einer Schutzschicht 1 angeordneten Mantel 5, in dem konzentrisch ein Brennstoffzuführungsrohr 15 sowie Dralleinbauten 13 angeordnet sind und ein Luftkanal 4 gebildet wird.

In dem Brennstoffzuführungsrohr ist mit seinem unteren Ende eine B renn stoff kammer6 vorzugsweise mittels Schraubverbindung 7 befestigt. Im Übergang ist gleichzeitig eine Düse 8 beispielsweise in Form einer Lochscheibe auswechselbar eingesetzt.

Durch die mittels Düse 8 erreichte Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit wird die Gefahr eines Flammenrückschlages weitestgehend eingeschränkt.

Am oberen Ende der Brennstoffkammer 6 befinden sich Austrittsdüsen 12. Diese Austrittsdüsen sind am Umfang der Brennstoffkammer in einer Ebene oder in mehreren Ebenen und versetzt zueinander angeordnet.

Zwischen der Innenwand des Mantels 5 und der Brennstoffkammer 6 ist ein Drallkörper 13 vorzugsweise auf dem Gewinde am unteren Ende der Brennstoffkammer aufschraubbar. Der Außendurchmesser des Drallkörpers 13 ist um soviel kleiner als der Innendurchmesser des Mantels 5, daß ein entsprechend dem Gesamtluftbedarf ausrechend großer Ringspalt entsteht.

Die Rippen 16 des Drallkörpers sind so gestaltet, daß in Richtung des tangentialen Lufteintritts in die Mischkammer 14 zwischen den Rippen jeweils eine Querschnittsverengung erreicht wird, so daß die Luft unter gleichzeitiger Erhöhung der Geschwindigkeit in die Mischkammer 14 eintritt.

Zwischen der Oberkante des Drallkörpers 13 und der Unterkante des Brennerkopfes 11 wird ein ringförmiger Austrittsspalt 10 gebildet, aus dem das Brennstoff-Luftgemisch nahezu horizontal ausströmt.

Auf der oberen Stirnfläche des Mantels 5 und am äußeren Umfang des Drallkörpers ist ein Dichtring 9 lose angeordnet, der auch bei einer axialen Bewegung eine Abdichtung gewährleistet.

Jeweils im unteren Bereich ist an den Luftkanal 4 eine Luftzuführung 3 und an das Brennstoffzuführungsrohr 15 die Brennstoffzuführung 2 angeschlossen.

Claims (2)

1. Erfindungsanspruch:

   1. Vorrichtung zur direkten Brennstoffzuführung in eine Wirbelschicht durch zweikanalige Zuführung für den Brennstoff in das sauerstoffhaltige Trägergas mit Leiteinrichtung für die Verwirbelung des Trägergases, gekennzeichnet dadurch, daß zur tangentialen Luftzuführung in eine Mischkammer (14) Drallkörper (13) angeordnet sind, zwischen der Außenkante der Drallkörper (13) und der Innenwand des Mantels (5) um den Luftkanal (4) ein Luftspalt besteht sowie zwischen dem Brennstoffzuführungsrohr (15) und der Brennstoffkammer (6) eine Düse (8) beispielsweise in Form einer Lochscheibe auswechselbar angeordnet ist, wobei die Verbindung zwischen der Brennstoffkammer (6) und dem Brennstoffzuführung (15) sowie dem Drallkörper (13) mittels Schraubverbindung (7) erfolgt.
2. 2. Vorrichtung nach Punkt ^gekennzeichnet dadurch, daß um das Oberteil des Drallkörpers (13) und auf dem Mantel (5) aufliegend ein beweglicher Dichtring (9) angeordnet.