DD257280A1 - COMBINED CYCLONE SWIVEL LAYER REACTOR - Google Patents

COMBINED CYCLONE SWIVEL LAYER REACTOR Download PDF

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DD257280A1
DD257280A1 DD29956587A DD29956587A DD257280A1 DD 257280 A1 DD257280 A1 DD 257280A1 DD 29956587 A DD29956587 A DD 29956587A DD 29956587 A DD29956587 A DD 29956587A DD 257280 A1 DD257280 A1 DD 257280A1
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DD
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fluidized bed
cyclone
bed reactor
heat
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DD29956587A
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German (de)
Inventor
Werner Altmann
Norbert Stams
Guenter Hausmann
Johannes Mueckstein
Guenter Noack
Original Assignee
Bezirksdirektion Fuer Strassen
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  • Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Wirbelschicht-Reaktor, der zur Waermeentbindung aus festen Brennstoffen (Steinkohle, Rohbraunkohle, Salzkohle, land- und forstwirtschaftliche Abfaelle, Petrolkoks, Oelschiefer usw.) und zur Waermeuebertragung an Wasser/Wasserdampf, Thermaloel oder gasfoermige Waermetraeger dient. Der Reaktor ist mit einem im Zyklontrichter angeordneten Duesenboden ausgeruestet, auf dem sich beim Anfahren eine lediglich aus Brennstoffpartikeln bestehende Wirbelschicht ausbildet, die nach Zuendung mit einer Zuendlanze die erforderliche Waerme zum Start des Zyklonreaktors liefert. Durch zweistufigen Betrieb mit unterstoechiometrischem Luftverhaeltnis innerhalb der Zyklonbrennkammer kann eine Ent- und Vergasung des Brennstoffs bei niedrigem Temperaturniveau durchgefuehrt werden. Die dabei gebildeten brennbaren Gase reagieren dann in einem Nachbrenner. Der Waermeinhalt, der bei der vorzugsweise angewandten, vertikalen Aufstellung nach unten abgefuehrten Asche, kann mittels eines Aschekuehlers genutzt werden. Fig. 1The invention relates to a fluidized bed reactor which is used for Waermeentbindung from solid fuels (hard coal, lignite coal, salt, agricultural and forestry waste, petroleum coke, oil slate, etc.) and for heat transfer to water / steam, thermal oil or gaseous heat carrier. The reactor is equipped with a Duesenboden arranged in the cyclone funnel, on which forms during start-up an only consisting of fuel particles fluidized bed, which supplies after Zuendung with a Zuendlanze the required heat to start the cyclone reactor. Two-stage operation with a sub-electromechanical air ratio within the cyclone combustion chamber allows gasification and gasification of the fuel at low temperature levels. The flammable gases formed in this case then react in an afterburner. The heat content, which in the case of the preferably applied, vertical installation downwardly drained ash, can be used by means of an ash. Fig. 1

Description

Hierzu 2 Seiten ZeichnungenFor this 2 pages drawings

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung ist vorzugsweise anwendbar zur Wärmeentbindung aus festen Brennstoffen mit geringem Aufbereitungsgrad, hoher Feuchtigkeit und extremen Aschegehait in Wärmeerzeugern, Prozeßöfen und Dampferzeugern sowie als Zündbrenner.The invention is preferably applicable to the heat release from solid fuels with low degree of treatment, high humidity and extreme ash content in heat generators, process furnaces and steam generators as well as pilot burner.

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art

Die bekannten technischen Lösungen, die eine sichere Zündung und guten Ausbrand zündschwieriger Brennstoffe ermöglichen, basieren auf der unterstöchiometrischen Zündung in Vorverbrennungskammern oder der Zu η du ng eines Drehströmungsfeldes (WP Nr. 234585). Sie besitzen keine Wirbelschicht-Verbrennungseinrichtung zur Sicherstellung der Zündwärme beim Anfahrvorgang.The known technical solutions that enable a reliable ignition and good burnout of ignitable fuels are based on the substoichiometric ignition in pre-combustion chambers or the admission of a rotary flow field (WP No. 234585). You have no fluidized bed combustion device to ensure the ignition heat during startup.

Bei Verwendung zündschwieriger und geringaufbereiteter Brennstoff ist die Zündung bei bekannten technischen Lösungen nicht möglich.When using ignitable and poorly processed fuel ignition in known technical solutions is not possible.

Bekannte Wirbelschicht-Feuerungen ohne Zyklon-Reaktor bereiten erhebliche technische Schwierigkeiten durch ungenügenden Feinkornausbrand und der Notwendigkeit großer Mengen von Inertbettmaterial.Known fluidized bed combustors without cyclone reactor pose considerable technical difficulties due to insufficient fine grain burnout and the need for large quantities of inert bed material.

Bei den bekannten technischen Lösungen wird die Asche verschleiß- und verschmutzungsauslösend durch die Heizflächen geführt, bevor sie durch aufwendige technische Lösungen aus dem Abgasstrom entfernt wird.In the known technical solutions, the ash is caused by wear and pollution triggering through the heating surfaces before it is removed by complex technical solutions from the exhaust stream.

Sie besitzen keine direkte Ascheabfüh.rung aus dem Verbrennungsraum. Die Wärme der aus dem Abgasstrom des Zyklonbrenners abgeschiedene Asche wird bei bekannten technischen Lösungen nicht genutzt.They have no direct ash removal from the combustion chamber. The heat of the separated ash from the exhaust stream of the cyclone burner is not used in known technical solutions.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine Feuerung zu schaffen, mit der eine sichere Zündung und Verbrennung sowohl normaler als auch von Problembrennstoffen geringen Aufbereitungsgrades und eine optimale Energieausnutzung bei minimalen gerätetechnischem Aufwand möglich ist.The object of the invention is to provide a furnace, with the safe ignition and combustion of both normal and problem fuels low degree of preparation and optimal energy utilization with minimal equipment expense is possible.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Feuerung mit hoher Zündsicherheit und großem Energieausnutzungsgrad auch für geringwertige Brennstoffe zu schaffen. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß durch Anwendung eines Düsenbodens eine Wirbelschicht zur Sicherung der Zündwärme und des Grobkornausbrandes erzeugt wird.The invention has for its object to provide a furnace with high ignition reliability and high energy efficiency even for low-value fuels. According to the invention the object is achieved in that a fluidized bed for securing the ignition heat and the coarse grain burnout is generated by using a nozzle plate.

Der funktionell der Wirbelschicht nachgeschaltete Axialzyklon bewirkt einen Abbrand unter erheblich gesteigerten Reaktionsbedingungen gegenüber anderen Verfahren bei vertikaler Einbaulage des Brenners.The functionally downstream of the fluidized bed axial cyclone causes a burn-off under significantly increased reaction conditions over other processes in the vertical installation position of the burner.

Zur Gewährleistung der Ascheabführung ist der Düsenboden kegelstumpfförmig ausgebildet. Die Zündung der Wirbelschicht erfolgt mittels einer Zündlanze..To ensure the ash removal of the nozzle bottom is frusto-conical. The ignition of the fluidized bed takes place by means of an ignition lance ..

Um die Reaktionstemperatur bei verschlackungsschwierigen Brennstoffen niedrig zu halten, wird für eine zweistufige Verbrennung im Abgasstrom ein Nachbrenner angeordnet. Die Ascheabführung erfolgt beim vertikal angeordneten Reaktor über eine Öffnung im Düsenboden der Wirbelschicht. Zur Vermeidung von Wärmeverlusten, insbesondere bei stark aschehaltigen Brennstoffe, wird ein Aschekühler mit der Verbrennungsluftzufuhr gekoppelt.In order to keep the reaction temperature low in slag-difficult fuels, an afterburner is arranged for a two-stage combustion in the exhaust gas stream. The ash removal takes place in the vertically arranged reactor via an opening in the nozzle bottom of the fluidized bed. To avoid heat loss, especially in fuels containing high ash content, an ash cooler is coupled with the combustion air supply.

Ausführungsbeispieleembodiments

Figur 1: Kombinierter Zyklon-Wirbelschicht-Reaktor .Figure 1: Combined cyclone fluidized bed reactor.

Figur 2: Dampf-/Heißwassererzeuger mit kombiniertem Zyklon-Wirbelschicht-ReaktorFigure 2: steam / hot water generator with combined cyclone fluidized bed reactor

Der kombinierte Zyklon-Wirbelschicht-Reaktor wie in Figur 1 dargestellt kann in dieser Form als Zündbrenner oder als Brenner für Prozeßöfen eingesetzt werden.The combined cyclone fluidized bed reactor as shown in Figure 1 can be used in this form as a pilot burner or as a burner for process furnaces.

Beim Einsatz des Erfindungsgegenstandes für die Dampf-oder Heißwassererzeugung ist vorzugsweise die mit Figur 2 erläuterte Anordnung des Verbrennungsragmes (1) in einem mit Wasserfüllung (14) versehenem Druckgefäß (15) zu wählen. Die Wärmeübertragung erfolgt sowohl über die Wandung des Verbrennungsraumes (1) als auch über die Rauch rohre (17), die in die Rauchgasabführung (18) münden. An Dampferzeugern ist eine Dampfabführung (16) angebracht. Bei allen Ausführungsvarianten besteht der Vorteil der Verwendbarkeit von festen Brennstoffen mit geringem Aufbereitungsgrad, hoher Festigkeit und extremem Aschegehalt. Der technische Aufwand ist dabei gegenüber bekannten Lösungen sehr gering.When using the subject invention for the steam or hot water production is preferably the explained with Figure 2 arrangement of the Verbrennungsragmes (1) in a provided with water filling (14) pressure vessel (15) to choose. The heat transfer takes place both via the wall of the combustion chamber (1) and via the smoke pipes (17), which open into the flue gas discharge (18). On steam generators a steam discharge (16) is attached. In all embodiments, there is the advantage of the availability of solid fuels with low degree of preparation, high strength and extreme ash content. The technical complexity is very low compared to known solutions.

Claims (6)

ί. KombinierterZyklon-Wirbelschicht-ReaktorzurWärmeentbindung ausfesten Brennstoffen und zur Wärmeübertragung an Wasser/Wasserdampf, Thermalöl oder andere Wärmeträger, dadurch gekennzeichnet, daß Zündwärme und Grobkornausbrand durch eine integrierte Wirbelschicht-Verbrennungseinrichtung, bestehend aus Düsenboden (2) und Wirbelschichtluftzuführung (3), gewährleistet werden, und die weitere Verbrennung innerhalb des Fliehkraftfeldes einer Zyklonströmung vorzugsweise im Verbrennungraum (1) erfolgt.ί. Combined cyclone fluidized bed reactor for heat release from solid fuels and for heat transfer to water / steam, thermal oil or other heat transfer media, characterized in that ignition heat and coarse grain burnout are ensured by an integrated fluidized bed combustion device consisting of nozzle plate (2) and fluidized air feed (3), and the further combustion within the centrifugal force field of a cyclone flow preferably takes place in the combustion chamber (1). 2. Kombinierter Zyklon-Wirbelschicht-Reaktor nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirbelschicht bei bevorzugt vertikaler Einbaulage des Reaktors mittels eines kegelstumpfförmigen Düsenbodens (2) erzeugt wird.2. Combined cyclone fluidized bed reactor according to item 1, characterized in that the fluidized bed is produced in a preferably vertical mounting position of the reactor by means of a frusto-conical nozzle bottom (2). 3. Kombinierter Zyklon-Wirbelschicht-Reaktor nach Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirbelschicht mittels einer mit flüssiger, gasförmiger oder elektrischer Hilfsenergie betriebenen Zündlanze (4) mechanisiert oder automatisiert gezündet wird. .3. Combined cyclone fluidized bed reactor according to item 1 and 2, characterized in that the fluidized bed by means of a operated with liquid, gaseous or electrical auxiliary energy ignition lance (4) mechanized or automatically ignited. , 4. Kombinierter Zyklon-Wirbelschicht-Reaktor nach Punkt 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß für unterstöchiometrischen Betrieb ein Nachbrenner (5) im Abgasrohr (6) angeordnet wird.4. Combined cyclone fluidized bed reactor according to item 1 to 3, characterized in that for sub-stoichiometric operation, an afterburner (5) in the exhaust pipe (6) is arranged. 5. Kombinierter Zyklon-Wirbelschicht-Reaktor nach Punkt 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei bevorzugt vertikalter Lage des Reaktors im Düsenboden (2) eine Ascheabführungsöffnung (7) angebracht wird.5. Combined cyclone fluidized bed reactor according to item 1 to 4, characterized in that at preferably vertical position of the reactor in the nozzle bottom (2) an ash removal opening (7) is attached. 6. Kombinierter Zyklon-Wirbelschicht-Reaktor nach Punkt 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeinhalt der Asche durch einen Aschekühler (8) genutzt wird.6. Combined cyclone fluidized bed reactor according to item 1 to 5, characterized in that the heat content of the ash is used by an ash cooler (8).
DD29956587A 1987-01-30 1987-01-30 COMBINED CYCLONE SWIVEL LAYER REACTOR DD257280A1 (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0484993A1 (en) * 1990-11-07 1992-05-13 METALLGESELLSCHAFT Aktiengesellschaft Process for controlling the start-up of a fluidised bed gasification of solid fuel
DE4200575A1 (en) * 1992-01-11 1993-07-15 Steinmueller Gmbh L & C AXIAL CYCLONE COMBUSTION REACTOR
CN105885948A (en) * 2014-11-03 2016-08-24 胥利先 Cyclone separation type biomass gasifying device

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