DE10006684A1 - Appliance for heating solid matter fluid beds comprises combustion chamber, burner grille, cooling air pipe, flue gas and fuel supply pipes and outlets - Google Patents

Appliance for heating solid matter fluid beds comprises combustion chamber, burner grille, cooling air pipe, flue gas and fuel supply pipes and outlets

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DE10006684A1
DE10006684A1 DE2000106684 DE10006684A DE10006684A1 DE 10006684 A1 DE10006684 A1 DE 10006684A1 DE 2000106684 DE2000106684 DE 2000106684 DE 10006684 A DE10006684 A DE 10006684A DE 10006684 A1 DE10006684 A1 DE 10006684A1
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Abstract

Appliance for heating solid matter fluid beds incorporates a combustion chamber (2) under the burner-grille (1) for generating flue gas which is conveyed in a pipe (3) directly to the burner cluster (4) in the form of a calotte shell and above the burner grille. A cooling air pipe (5) is radially inserted into the flue gas pipe and contains an extra coaxial fuel supply pipe (6). The mixture of flue gas, cooling air and extra fuel is directly conveyed by means of outlet ducts (7) from the burner cluster into the fluid bed.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Beheizung von Feststoffwirbelschichten mit heißem Rauchgas und die Verbrennung von Zusatzbrennstoffen gemeinsam mit Luft und mit Sauerstoff angereicherter Luft im Wirbelraum.The invention relates to a device for heating solid fluidized beds with hot flue gas and the combustion of additional fuels together with Air and oxygen-enriched air in the vortex.

Für die Beheizung von Feststoffwirbelschichten werden üblicherweise Vorrichtungen benutzt, mit denen entweder die Unterrost- oder die Überrostverbrennung vorge­ nommen werden kann.Devices are usually used for heating solid fluidized beds used with which either the bottom rust or the top rust combustion is pre-selected can be taken.

Mit der Unterrostverbrennung, bei der in einer Brennkammer durch optimale Ver­ brennung von Primärbrennstoff mit Verbrennungsluft heiße Rauchgase erzeugt wer­ den, die dann über eine Rostkonstruktion der Wirbelschicht zu- und durch diese ge­ führt werden und diese dabei aufheizen, werden im allgemeinen Wirbelschichttempe­ raturen bis zu ca. 900°C erreicht. Die dafür in der Brennkammer erforderlichen Temperaturen gehen dabei an die Grenze der thermischen Belastbarkeit der Rost­ konstruktion.With the bottom grate combustion, in which in a combustion chamber through optimal ver Burning primary fuel with combustion air produces hot flue gases to those who then move the grate structure to and through the fluidized bed leads and heat them up, are generally fluidized bed temperature temperatures up to approx. 900 ° C reached. The necessary for this in the combustion chamber Temperatures reach the limit of the thermal load capacity of the grate construction.

Werden jedoch Prozeßtemperaturen von < 1000°C in der Wirbelschicht benötigt, ist die thermische Stabilität der Rostkonstruktion nicht mehr gegeben.However, process temperatures of <1000 ° C in the fluidized bed are required the thermal stability of the grate structure no longer exists.

Für diese Fälle sind die Vorrichtungen für die Überrostverbrennung geeignet. Dabei werden die Brennstoffe und die Verbrennungsluft einkanalig im Gemisch bzw. mittels zweikanaliger Zuführungen so der Wirbelschicht zugeführt, daß der Brennstoff erst in der Wirbelschicht verbrennt.For these cases, the devices for over-rust combustion are suitable. there the fuels and the combustion air are single-channel in the mixture or by means of two-channel feeds so supplied to the fluidized bed that the fuel only in the fluidized bed burns.

Bekannt ist nach DE 43 24 456 eine Vorrichtung zur kombinierten Beheizung von Feststoffwirbelschichten mit heißem Rauchgas und Direktverbrennung gasförmiger oder flüssiger Brennstoffe in der Wirbelschicht.According to DE 43 24 456 a device for the combined heating of Solid fluidized beds with hot flue gas and direct combustion of gaseous ones or liquid fuels in the fluidized bed.

Bei dieser wird durch ein dreikanaliges Zuführsystem gleichzeitig heißes Rauchgas über Verteilerpilze sowie Sekundärbrennstoff und Sekundärverbrennungsluft vorge­ mischt und unterhalb der Rauchgasverteilerpilze der Wirbelschicht zugeführt. Das heiße Rauchgas dient als Zündquelle für das zugeführte Sekundärbrennstoff- Luftgemisch, das dann in der Wirbelschicht verbrennt.With this, a three-channel supply system turns hot flue gas at the same time via distribution mushrooms as well as secondary fuel and combustion air mixes and fed to the fluidized bed below the flue gas distribution mushrooms. The hot flue gas serves as an ignition source for the supplied secondary fuel Air mixture that then burns in the fluidized bed.

Diese Vorrichtung bringt bedingt durch die Rauchgastemperatur noch eine hohe Temperaturbelastung des Rauchgaskanales und der Verteilerpilze, wodurch diese im praktischen Dauerbetrieb zum Verzundern neigen und verschleißen.This device brings a high due to the flue gas temperature Temperature load of the flue gas duct and the distribution mushrooms, which causes them in the Practical continuous operation tend to scale and wear out.

Hinzu kommt, daß durch die Zusammenführung von Sekundärbrennstoff und Sekun­ därverbrennungsluft durch Verbindungsöffnungen in der Rostkonstruktion und dem Kontakt dieses Gemisches mit der bis zu < 1000°C heißen Rauchgasrohrwandung dieses Gemisch bereits im Zuführungskanal zünden kann bzw. der Sekundärbrenn­ stoff gecrackt wird und damit keine ausreichende Gassicherheit gewährleistet wird.In addition, the combination of secondary fuel and secondary intestinal combustion air through connection openings in the grate construction and the Contact of this mixture with the flue gas pipe wall up to <1000 ° C this mixture can ignite in the feed channel or the secondary burner material is cracked and thus sufficient gas safety is not guaranteed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System für die Zuführung von Rauch­ gas aus einer Verbrennung von Primärbrennstoff und Primärverbrennungsluft, Zu­ satzbrennstoff und Sekundärverbrennungsluft zu einem Wirbelschichtraum bereitzu­ stellen, mit dem die auf der Rostkonstruktion eines Wirbelschichtreaktors befindli­ chen Brennerpilze hinreichend gekühlt werden und damit gegenüber der erforderli­ chen hohen Wirbelschichttemperatur und vor Abbrand in oxidierender Atmosphäre bewahrt werden.The invention has for its object a system for the supply of smoke gas from a combustion of primary fuel and primary combustion air, zu ready fuel and secondary combustion air ready for a fluidized bed room with which is located on the grate structure of a fluidized bed reactor Chen mushrooms are adequately cooled and thus compared to the required Chen high fluidized bed temperature and before burning in an oxidizing atmosphere be preserved.

Das Zuführungssystem soll eine ausreichende Gassicherheit gewährleisten und mit ihm Reaktionstemperaturen im Wirbelschichtraum von bis zu 1400°C erreicht wer­ den.The supply system should ensure sufficient gas safety and with reaction temperatures in the fluidized bed room of up to 1400 ° C the.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das in einer unter der Rost­ konstruktion angeordneten Brennkammer durch optimale verhältnisgeregelte Ver­ brennung von Primärbrennstoff mit Primärluft erzeugte Rauchgas und die über die Brennkammer zugeführte für die Verbrennung eines Zusatzgases erforderliche Se­ kundärluft in einem Düsenrohr direkt unter den Brennerpilz geführt wird.According to the invention the object is achieved in that under the grate design arranged combustion chamber through optimal ratio-controlled Ver combustion of primary fuel with primary air and the flue gas generated over the Combustion chamber supplied Se necessary for the combustion of an additional gas secondary air is led in a nozzle pipe directly under the burner mushroom.

In das oben genannte Düsenrohr wird ein durch dessen Wandung geführtes über ein Bogenstück verlängertes und bis auf Niveau Brennerrost senkrechtes im Düsenrohr gehaltertes Zuführungsrohr für das Zusatzgas installiert.In the above-mentioned nozzle pipe is guided through a through its wall Elbow section extended and vertical to the burner grate level in the nozzle tube Mounted supply pipe for the additional gas installed.

Ein um dieses Zuführungsrohr befindliches weiteres Rohr bis an die Wandung des Düsenrohres erfüllt die Funktion eines Kühlmantels. Die durch diesen Ringspalt in das Düsenrohr geleitete Kühlluft ist Bestandteil der für die Verbrennung von Zusatz­ gas erforderlichen Sekundärluft.Another pipe located around this feed pipe up to the wall of the Nozzle tube fulfills the function of a cooling jacket. The through this annular gap in The cooling air directed through the nozzle pipe is part of the combustion for additive gas required secondary air.

Erfindungswesentlich ist, daß die Kühlung des Brennerpilzes über die gesamte In­ nenfläche sehr intensiv ist und dadurch die Temperaturbelastung des Brennerpilzes durch die hohe weit über der Resistenztemperatur des Werkstoffes des Brennerpil­ zes liegende Wirbelschichttemperatur vermindert und das Verzundern und eine mög­ liche Zerstörung des Brennerpilzes verhindert wird.It is essential to the invention that the cooling of the burner mushroom over the entire In surface is very intense and therefore the temperature load of the burner mushroom due to the high, far above the resistance temperature of the Brennerpil material zes lying fluidized bed temperature reduced and scaling and a poss destruction of the burner mushroom is prevented.

Durch die Zuführung des Gemisches bestehend aus Rauchgas aus der Primär­ brennstoffverbrennung, Sekundärluft, Kühlluft und Zusatzbrennstoff zum Brennerpilz ist die Verbrennung des Zusatzbrennstoffes nach Austritt des Gemischs aus den Öffnungen des Brennerpilzes in der Wirbelschicht durch die intensive Vormischung und durch die Fluidisierung des Wirbelbettmaterials optimal bei Einhaltung der für die Verbrennung von Zusatzbrennstoff erforderlichen Verbrennungsluftmenge (Luftbe­ darfszahl λ < 1).By supplying the mixture consisting of flue gas from the primary fuel combustion, secondary air, cooling air and additional fuel to the burner mushroom is the combustion of the additional fuel after the mixture has left the Openings of the burner mushroom in the fluidized bed due to the intensive premixing and by fluidizing the fluidized bed material optimally while adhering to the for Combustion of additional fuel required combustion air quantity (Luftbe allowed number λ <1).

Durch entsprechende Auslegung der Düsenrohre und Zuführrohre von Zusatzbrenn­ stoff und Kühlluft liegt die Strömungsgeschwindigkeit des Gemischs weit über der Zündgeschwindigkeit des Zusatzbrennstoffs, so daß die Zündung des Zusatzbrenn­ stoffs garantiert erst nach Austritt aus den Kanälen des Brennerpilzes erfolgt. Damit wird neben der unteren Temperaturgrenze für die Zusatzbrennstoffeinleitung nach DVGW-Richtlinie die Gassicherheit gewährleistet.By appropriate design of the nozzle pipes and supply pipes of additional fuel material and cooling air, the flow rate of the mixture is far above that Ignition rate of the auxiliary fuel, so that the ignition of the auxiliary fuel fabric is guaranteed only after it has left the channels of the burner mushroom. In order to is in addition to the lower temperature limit for the additional fuel feed DVGW guideline guarantees gas safety.

Durch die wechselnde Anordnung der Austrittskanäle des Brennerpilzes nach oben und unten mit einer jeweiligen Steigung bzw. Neigung von 5° wird neben dem Schutz der benachbarten Brennerpilze vor direkter Flammeneinwirkung eine zusätz­ liche Verwirbelung des Wirbelmediums Gesamtrauchgas erreicht. Due to the changing arrangement of the outlet channels of the burner mushroom upwards and below with a respective incline of 5 ° is next to the Protection of the neighboring burner mushrooms from direct flame exposure an additional swirling of the swirl medium total smoke gas reached.  

Das erfindungsgemäße Anordnen von einfachen einkanaligen Rauchgasrohren zwi­ schen den Rohrsystemen für die Verbrennung von Zusatzbrennstoff gewährleistet, daß Wirbelschichtöfen für den Einsatz im Hochtemperaturbereich bis 1400°C ein­ setzbar sind. The inventive arrangement of simple single-channel flue gas pipes between pipe systems for the combustion of additional fuel, that fluidized bed furnaces for use in the high temperature range up to 1400 ° C are settable.  

AusführungsbeispielEmbodiment

Die Erfindung soll nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen erläutert werden.The invention will be explained below using exemplary embodiments.

1. Beispiel1st example

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsvariante der Erfindung, die für den Einsatz des Be­ feuerungssystems in der Hochtemperaturwirbelschicht bis zu Temperaturen von 1400°C zur Anwendung kommt. Fig. 1 shows an embodiment of the invention, which is used for the use of the firing system in the high-temperature fluidized bed up to temperatures of 1400 ° C.

Dabei wird ein in der Brennkammer (2) durch Verbrennung von Primärbrennstoff mit Primärluft in einem Brenner erzeugtes Rauchgas und zusätzlich über den Mantel des genannten Brenners zugeführte Sekundärluft im Gemisch einem Rauchgasrohr (3) zugeführt, das sich in einem sogenannten "Düsenboden" befindet.In this case, a flue gas generated in the combustion chamber ( 2 ) by combustion of primary fuel with primary air in a burner and, in addition, secondary air supplied via the jacket of the said burner in a mixture is fed to a flue gas pipe ( 3 ) which is located in a so-called "nozzle bottom".

Durch die Mischung von Rauchgas und Sekundärluft bereits in der Brennkammer (2) ergibt sich eine Wandtemperatur des Rauchgasrohres (3), die der Mischungstempe­ ratur aus Rauchgas und Sekundärluft entspricht und damit einer entscheidend gerin­ geren Temperaturbelastung als bei separater Führung des Rauchgases durch ein als Rauchgaskanal bezeichnetes Düsenrohr ausgesetzt ist.The mixture of flue gas and secondary air already in the combustion chamber ( 2 ) results in a wall temperature of the flue gas pipe ( 3 ), which corresponds to the mixture temperature of flue gas and secondary air and thus a significantly lower temperature load than when the flue gas is guided separately through a flue gas duct designated nozzle tube is exposed.

Das in dieses Rauchgasrohr (3) unterhalb des Brennerrostes (1) installierte und bis unter den Brennerpilz (4) geführte Zusatzbrennstoffzuführungsrohr (6) erfährt da­ durch maximal die gleiche Temperaturbelastung wie das Rauchgasrohr (3) im Falte der Nichtdurchströmung von Zusatzbrennstoff in der Phase des Aufheizens der Wir­ belschicht auf Zündtemperatur des Zusatzbrennstoffes.The additional fuel supply pipe ( 6 ) installed in this flue gas pipe ( 3 ) below the burner grate ( 1 ) and led up to the burner mushroom ( 4 ) experiences the same maximum temperature load as the flue gas pipe ( 3 ) in the fold of non-flow of additional fuel in the phase of Heating up the fluidized bed to the ignition temperature of the additional fuel.

Durch die dargestellte Anordnung des Zusatzbrennstoffzüführungsrohres (5) direkt auf Brennerrostniveau (1) wird erstens der Brennerpilz (4) zusätzlich durch den Zu­ satzbrennstoff unter die Belastungstemperatur gekühlt, die durch das Rauchgas-/ Sekundärluft-Gemisch erzeugt wird und zweitens der Zusatzbrennstoff im Zusatz­ brennstoffzuführungsrohr (6) im geringen Umfang vorgewärmt.Due to the arrangement of the additional fuel supply pipe ( 5 ) shown directly at burner grate level ( 1 ), the burner mushroom ( 4 ) is additionally cooled by the additional fuel to below the loading temperature generated by the flue gas / secondary air mixture and secondly the additional fuel in the additional fuel supply pipe ( 6 ) preheated to a small extent.

Wird der Brennerpilz (4) bei dem beispielhaften Hochtemperaturwirbelschichtprozeß durch das Wirbelbettmaterial über seine Resistenztemperatur hinaus belastet, wird durch ein das Zusatzbrennstoffzuführungsrohr (6) umgebendes Kühlluftrohr (5) Kühlluft geleitet, die die mittlere Temperatur des Brennerpilzes (4) auf Temperaturen unter die Resistenzgrenztemperatur des Brennerpilzwerkstoffes absenkt und das Zusatzbrennstoffzuführungsrohr (6) im Feuerfestmaterial des Düsenbodens und den Zusatzbrennstoff vor Crackreaktionen im Zusatzbrennstoffzuführungsrohr (6) schützt.If the burner mushroom ( 4 ) in the exemplary high-temperature fluidized bed process is loaded by the fluidized bed material beyond its resistance temperature, cooling air pipe ( 5 ) surrounding the additional fuel supply pipe ( 6 ) is passed, which cools the average temperature of the burner mushroom ( 4 ) to temperatures below the resistance limit temperature of the Burner mushroom material lowers and protects the additional fuel supply pipe ( 6 ) in the refractory material of the nozzle base and the additional fuel against cracking reactions in the additional fuel supply pipe ( 6 ).

Dieser Effekt der Kühlluft wird auch in der Aufheizphase der Wirbelschicht auf Zünd­ temperatur des Zusatzbrennstoffes zur Absenkung der Rauchgas-/Sekundärluft- Gemischtemperatur und zum Schutz des Zusatzbrennstoffzuführungsrohres (6) aus­ genutzt.This effect of the cooling air is also used in the heating phase of the fluidized bed to the ignition temperature of the additional fuel to lower the flue gas / secondary air mixture temperature and to protect the additional fuel supply pipe ( 6 ).

Das Gemisch aus Rauchgas von der Primärbrennstoffverbrennung, aus Sekundär­ luft, Zusatzbrennstoff und Kühlluft strömt durch die Austrittskanäle (7) des Brenner­ pilzes (4), die abwechselnd nach oben und unten angeordnet sind, in den Wirbel­ schichtraum. Der Zusatzbrennstoff ist bei Austritt aus den Austrittskanälen (7) opti­ mal für eine Verbrennung in der Wirbelschicht vermischt und verbrennt mit stabiler Flamme an jedem Austrittskanal (7), wodurch eine weitere über die Zündtemperatur des Zusatzbrennstoffes hinausgehende und eine wesentlich schnellere Temperatur­ steigerung der Wirbelschicht auf T = 1400°C möglich ist.The mixture of flue gas from the primary fuel combustion, from secondary air, additional fuel and cooling air flows through the outlet channels ( 7 ) of the burner mushroom ( 4 ), which are arranged alternately up and down, in the fluidized bed space. The additional fuel is optimally mixed for combustion in the fluidized bed when it emerges from the outlet channels ( 7 ) and burns with a stable flame at each outlet channel ( 7 ), as a result of which a further increase in the temperature of the fluidized bed goes beyond the ignition temperature of the additional fuel and a significantly faster temperature T = 1400 ° C is possible.

Diese dargestellte Ausführungsform ist gemäß Anspruch 3 für Wirbelschichtöfen kleineren Typs bis zu einer Brennerrostfläche von A ≈ 0,25 m2, d. h. bis zu einem Brennerrostdurchmesser von ca. 0,56 m praktisch realisierbar. This embodiment shown is practically feasible for fluidized bed furnaces of smaller types up to a burner grate area of A ≈ 0.25 m 2 , ie up to a burner grate diameter of approximately 0.56 m.

Beispiel 2Example 2

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsvariante für die Umsetzung dieser Erfindung auch auf Wirbelschichtanlagen technischer Dimensionen. Dabei wird die für Hochtemperatur­ wirbelschichtanlagen kleiner Dimensionen benötigte Kühlluft zum Absenken der Brennerpilzbelastungstemperatur unter die Resistenztemperatur des Brennerpilz­ werkstoffes in dieser Form nicht realisiert. Fig. 2 shows a variant embodiment for the implementation of this invention is also to fluid bed systems technical dimensions. The cooling air required for high-temperature fluidized bed systems of small dimensions to lower the burner mushroom exposure temperature below the resistance temperature of the burner mushroom material is not realized in this form.

Durch die Schaffung eines Zusatzbrennstoffraumes (8) innerhalb des Düsenbodens wird gemäß Anspruch 3 eine der Wirbelschichtofengröße von z. B. 2,5 m2 Rostfläche bzw. 1,78 m Brennerrostdurchmesser und den erforderlichen Wirbelbedingungen angepaßte Anzahl von Brennerpilzen (4) mit Zusatzbrennstoffzuführungsrohren (6) derart vorgesehen, daß die Zusatzbrennstoffzuführungsrohre aus der Zusatzbrenn­ stoffkammer (8) in die Rauchgasrohre (3.1) eintauchen und mittig bis unterhalb der Brennerpilze (4) im oberen Brennerrostsegment (1.1) geführt werden.By creating an additional fuel chamber ( 8 ) within the nozzle bottom is one of the fluidized bed furnace size of z. B. 2.5 m 2 grate area or 1.78 m burner grate diameter and the required swirl conditions adapted number of burner mushrooms ( 4 ) with additional fuel supply pipes ( 6 ) provided such that the additional fuel supply pipes from the additional fuel chamber ( 8 ) into the flue gas pipes ( 3.1 ) immerse and run in the middle to below the burner mushrooms ( 4 ) in the upper burner grate segment ( 1.1 ).

Im unteren Brennerrostsegment (1.2) werden konform zum oberen Brennerrostseg­ ment (1.1) die Rauchgasrohre (3.2) positioniert, um die Zuführung von Rauchgas aus der Verbrennung von Primärbrennstoff mit Primärluft und Sekundärluft in die Rauch­ gasrohre (3.1) mit Zusatzbrennstoffzuführungsrohren (6) zu realisieren.The flue gas pipes ( 3.2 ) are positioned in the lower burner grate segment ( 1.2 ) in accordance with the upper burner grate segment ( 1.1 ) in order to supply flue gas from the combustion of primary fuel with primary air and secondary air into the flue gas pipes ( 3.1 ) with additional fuel supply pipes ( 6 ) .

In der Aufheizphase der Wirbelschicht auf Zündtemperatur des Zusatzbrennstoffes wird über die Zusatzbrennstoffkammer (8) zum Schutz der Zusatzbrennstoffzufüh­ rungsrohre (6) in den Rauchgasrohren (3.1) im oberen Brennerrostsegment (1.1) Kühlluft eingespeist, die mit Erreichen der Einleitbedingungen für Zusatzbrennstoff abgeschaltet wird. Die Zusatzbrennstoffeinleitung wird gleichzeitig zugeschaltet. Da­ mit wird die Kühlfunktion der Kühlluft durch den Zusatzbrennstoff übernommen.In the heating-up phase of the fluidized bed to the ignition temperature of the additional fuel, cooling air is fed in via the additional fuel chamber ( 8 ) to protect the additional fuel supply pipes ( 6 ) in the flue gas pipes ( 3.1 ) in the upper burner grate segment ( 1.1 ), which is switched off when the conditions for introducing additional fuel are reached. The additional fuel feed is switched on at the same time. Since the cooling function of the cooling air is taken over by the additional fuel.

Der Zusatzbrennstoff ist bei Austritt aus den Austrittsöffnungen (7) auch hier optimal für eine Verbrennung in der Wirbelschicht vermischt und verbrennt mit stabiler Flamme an jeder Austrittsöffnung (7), wodurch eine weitere über die Zündtemperatur des Zusatzbrennstoffes hinausgehende und eine wesentlich schnellere Temperatur­ steigerung der Wirbelschicht möglich ist.The additional fuel is also optimally mixed for combustion in the fluidized bed when it emerges from the outlet openings ( 7 ) and burns with a stable flame at each outlet opening ( 7 ), as a result of which a further increase in the temperature of the fluidized bed that goes beyond the ignition temperature of the additional fuel and a significantly faster temperature increase is possible.

Beispiel 3Example 3

Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsvariante für die Umsetzung dieser Erfindung auch auf Wirbelschichtanlagen technischer Dimensionen mit Wirbelschichttempera­ turen im Bereich von 700°C bis 950°C. Fig. 3 shows a further embodiment for the implementation of this invention also on fluidized bed systems of technical dimensions with fluidized bed temperatures in the range from 700 ° C to 950 ° C.

In dieser Ausführungsvariante werden Zusatzbrennstoff und Kühlluft über die Zu­ satzbrennstoffrohre (6) und Kühlluftrohre (5), die Rohr im Rohr angeordnet sind und durch die Windbox (9) in die Rauchgasrohre (3) bis unterhalb Brennerpilz (4) geführt werden, mit dem Rauchgas aus der Verbrennung von Primärbrennstoff mit Primärluft in einer Brennkammer (2) und mit über den Brenner in die Brennkammer einge­ brachter Sekundärluft der Wirbelschicht gemeinsam zugeführt. Die "Rohr im Rohr-" Anordnung bewirkt, daß das innenliegende Zusatzbrennstoffzuführungsrohr (8) durch die durch das außenliegende Kühlluftrohr (5) strömende Kühlluft vor direkter Wärme­ belastung durch das aus der Brennkammer (2) austretende Gemisch bestehend aus Rauchgasen und Sekundärluft geschützt wird. In der Phase des Aufheizens der Wir­ belschicht auf Temperaturen, die das Zuschalten von Zusatzbrennstoff gestatten, wird ein Durchströmen der Zusatzbrennstoffrohre (6) mit Kühlluft nicht erforderlich. In this embodiment variant, additional fuel and cooling air are fed to the additional fuel pipes ( 6 ) and cooling air pipes ( 5 ), the pipe is arranged in the pipe and are led through the windbox ( 9 ) into the flue gas pipes ( 3 ) to below the burner mushroom ( 4 ) with which Flue gas from the combustion of primary fuel with primary air in a combustion chamber ( 2 ) and with the burner into the combustion chamber introduced secondary air to the fluidized bed together. The "pipe in the pipe" arrangement causes the internal additional fuel supply pipe ( 8 ) to be protected from direct heat by the cooling air flowing through the external cooling air pipe ( 5 ) against direct heat from the mixture of flue gases and secondary air emerging from the combustion chamber ( 2 ). In the phase of heating the fluidized bed to temperatures which permit the connection of additional fuel, it is not necessary for cooling air to flow through the additional fuel pipes ( 6 ).

Die Kühlluftrohre (5) erfordern den Einsatz von metallischen hochtemperaturfesten Werkstoffen (Beständigkeit in oxidierender Atmosphäre bis 1200°C), da sie durch das Gemisch aus Rauchgasen und Sekundärluft im Aufheizprozeß diesen Tempe­ raturen äußerlich ausgesetzt sind.The cooling air pipes ( 5 ) require the use of metallic high-temperature resistant materials (resistance in an oxidizing atmosphere up to 1200 ° C), because they are exposed to these temperatures by the mixture of flue gases and secondary air in the heating process.

Die Anordnung der Zusatzbrennstoffrohre (6) und Kühlluftrohre (5) durch den Wind­ boxboden und durch den Windboxraum ermöglichen eine spannungsarme Ausfüh­ rung und die Austauschbarkeit ohne aufwendige Demontagen und Brennerrostrepa­ raturen.The arrangement of the additional fuel pipes ( 6 ) and cooling air pipes ( 5 ) through the wind box floor and through the wind box room enable a low-voltage design and interchangeability without expensive disassembly and burner grate repairs.

Beispiel 4Example 4

Fig. 4 zeigt eine weitere aus Beispiel 3 und Fig. 3 abgeleitete Ausführungsvariante für die Umsetzung dieser Erfindung auch auf Wirbelschichtanlagen technischer Di­ mensionen für Wirbelschichtanlagen im Hochtemperaturbereich bis 1400°C. Fig. 4 shows a further embodiment derived from Example 3 and Fig. 3 for the implementation of this invention also on fluidized bed systems of technical dimensions for fluidized bed systems in the high temperature range up to 1400 ° C.

Die für die Absenkung der Brennerpilztemperatur unter die Werkstoffresistenztempe­ ratur notwendige Kühlluft wird über eine horizontale, die Zusatzbrennstoffzufüh­ rungsleitung (6) umhüllende, Kühlluftleitung (5) und davon am Ort der Rauchgasroh­ re (3.1) abgehende separate Kühlluftzuführungsrohre (5.1) innerhalb der Rauchgas­ rohre (3.1) bis unter die Brennerpilze (4) Rohr im Rohr geführt.The cooling air required for lowering the burner mushroom temperature below the material resistance temperature is supplied via a horizontal cooling air line ( 5 ) enveloping the additional fuel supply line ( 6 ) and separate cooling air supply pipes ( 5.1 ) going out at the location of the flue gas pipes ( 3.1 ) within the flue gas pipes ( 3.1 ) up to below the burner mushrooms ( 4 ) pipe in the pipe.

Dadurch wird das Zusatzbrennstoffzuführungsrohr (6.1) gekühlt und vor Temperatur­ belastungen, verbunden mit Zusatzbrennstoffnebenreaktionen, geschützt.This cools the additional fuel supply pipe ( 6.1 ) and protects it from temperature loads associated with additional fuel secondary reactions.

Des weiteren wird durch die Kühlluftzuführung direkt bis unter die Brennerpilze (4) der Einsatz von metallischen hochtemperaturfesten Werkstoffen als Werkstoff für die Brennerpilze (4) trotz hoher Kontakttemperaturen durch das Wirbelbettmaterial von 1400°C möglich.Furthermore, the cooling air supply directly up to the burner mushrooms ( 4 ) enables the use of metallic, high-temperature-resistant materials as material for the burner mushrooms ( 4 ) despite the high contact temperatures of 1400 ° C due to the fluidized bed material.

Zusatzbrennstoff und Kühlluft erfüllen gemeinsam die Kühlfunktion der Brennerpilze im stationären Betriebszustand.Additional fuel and cooling air together fulfill the cooling function of the burner mushrooms in steady state.

Im Anfahrzustand, d. h. im Falle der Nichtdurchströmung von Zusatzbrennstoff in der Phase des Aufheizens der Wirbelschicht auf Zündtemperatur des Zusatzbrennstof­ fes, wird das Zusatzbrennstoffzuführungsrohr (6.1) durch den Kühlluftmantel ge­ schützt. Es bedarf bei dieser Ausführungsform nicht der Zuschaltung von Kühlluft über den Zusatzbrennstoffweg und deren Abschaltung und Zuschaltung des Zusatz­ brennstoffes.In the start-up state, ie in the case of no flow of additional fuel in the phase of heating the fluidized bed to the ignition temperature of the additional fuel, the additional fuel supply pipe ( 6.1 ) is protected by the cooling air jacket. In this embodiment, it is not necessary to switch on cooling air via the additional fuel path and to switch it off and on the additional fuel.

Claims (4)

1. Vorrichtung zur Beheizung von Feststoffwirbelschichten aus einem Zuführungs­ system für Rauchgas aus der Verbrennung von Primärbrennstoff mit Primärluft, Zusatzbrennstoff, Kühlluft und Sekundärluft und mit Sauerstoff angereicherter Luft zum Wirbelschichtraum, gekennzeichnet dadurch,
daß das in einer unter dem Brennerrost (1) befindlichen Brennkammer (2) er­ zeugte Rauchgas in einem Rauchgasrohr (3) direkt zum über dem Brennerrost (1) befindlichen Brennerpilz (4) mit der Form einer Kugelkalotte geführt wird,
daß radial in das Rauchgasrohr (3) ein Kühlluftrohr (5) eingeführt ist, in dem koa­ xial ein Zusatzbrennstoffzuführungsrohr (6) angeordnet ist, welches im Rauch­ gasrohr (3) bis in die Nähe der Unterseite des Brennerpilzes (4) geführt wird,
daß das Gemisch aus Rauchgas, Kühlluft und Zusatzbrennstoff über Austrittska­ näle (7) aus dem Brennerpilz (4) direkt in die Wirbelschicht geführt wird und
daß zwischen den so ausgestalteten Brennerpilzen (4) einfache Brennerpilze nur mit einem einkanaligen Zuführungsrohr für Rauchgas angeordnet sind.1. Device for heating solid fluidized beds from a supply system for flue gas from the combustion of primary fuel with primary air, additional fuel, cooling air and secondary air and oxygen-enriched air to the fluidized bed room, characterized in that
that it is guided in a flue gas tube (3) directly to above the burner grate (1) located burner mushroom (4) having the shape of a spherical cap in a located below the burner grate (1) the combustion chamber (2) sired flue gas,
that is inserted radially into the flue gas tube (3), a cooling air pipe (5), an auxiliary fuel feed pipe (6) is arranged in the koa xial, which is led in the flue gas pipe (3) to near the underside of the burner fungus (4),
that the mixture of flue gas, cooling air and additional fuel via outlet channels ( 7 ) from the burner mushroom ( 4 ) is led directly into the fluidized bed and
that between the burner mushrooms ( 4 ) designed in this way, simple burner mushrooms are arranged only with a single-channel feed pipe for flue gas. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Austrittskanäle (7) rings um den Brennerpilz (4) angeordnet sind und mit ihrer Öffnung in den Wirbelraum abwechselnd nach oben und unten mit einer Steigung bzw. Neigung von 5° gerichtet sind.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the outlet channels ( 7 ) are arranged around the burner mushroom ( 4 ) and are directed alternately upwards and downwards with an opening or inclination of 5 ° with their opening in the vortex chamber. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß sie mehrfach auf dem Brennerrost (1) eines Wirbelschichtofens angeordnet ist.3. Device according to claim 1, characterized in that it is arranged several times on the burner grate ( 1 ) of a fluidized bed furnace. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß das Zusatzbrennstoffzuführungsrohr (6) für die Zuführung unterschiedlicher gasförmiger Medien geeignet und der Zuführung des jeweils anderen Mediums angepaßt ist.4. Apparatus according to claim 1 to 3, characterized in that the additional fuel supply pipe ( 6 ) is suitable for the supply of different gaseous media and the supply of the other medium is adapted.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018031117A1 (en) * 2016-08-12 2018-02-15 Gas Technology Institute Fluidized bed combustion of carbonaceous fuels
US10113740B2 (en) 2016-08-12 2018-10-30 Gas Technology Institute Fluidized bed combustion of carbonaceous fuels
AU2017310229B2 (en) * 2016-08-12 2022-12-15 Gas Technology Institute Fluidized bed combustion of carbonaceous fuels

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