DE102007021799A1 - Process for burning fuel - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbrennen von in eine Verbrennungszone (2) eines Brenners (1) eingebrachtem Brennmaterial (5) unter Verwendung von Sauerstoff oder eines Gemisches aus Sauerstoff und Kohlendioxid. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Brenner zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Um ein Verfahren bereitzustellen, bei welchem eine Verbrennung des Brennmaterials unter Verwendung von Sauerstoff oder eines Gemisches aus Sauerstoff und Kohlendioxid mit einem Sauerstoffgehalt von vorzugsweise weniger als 21 Vol.-% stabil durchgeführt werden kann, wird mit der Erfindung vorgeschlagen, dass in der Verbrennungszone (2) eine Kreisströmung (8) erzeugt wird, durch die eine homogene Durchmischung von heißen Verbrennungsprodukten mit dem Brennmaterial (5) und dem Sauerstoff einerseits oder mit dem Brennmaterial (5) und dem Gemisch aus Sauerstoff und Kohlendioxid andererseits in der Verbrennungszone (2) erfolgt.The present invention relates to a method of burning fuel (5) introduced into a combustion zone (2) of a burner (1) using oxygen or a mixture of oxygen and carbon dioxide. Furthermore, the invention relates to a burner for carrying out the method according to the invention. In order to provide a method in which combustion of the fuel can be stably carried out using oxygen or a mixture of oxygen and carbon dioxide having an oxygen content of preferably less than 21% by volume, it is proposed with the invention that in the combustion zone (FIG. 2) a circular flow (8) is generated through which a homogeneous mixing of hot combustion products with the fuel (5) and the oxygen on the one hand or with the fuel (5) and the mixture of oxygen and carbon dioxide on the other hand in the combustion zone (2) ,

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbrennen von in eine Verbrennungszone eines Brenners eingebrachtem Brennmaterial unter Verwendung von Sauerstoff oder einem Gemisch aus Sauerstoff und Kohlendioxid. Desweiteren betrifft die Erfindung einen Brenner, der zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist.The The present invention relates to a method for burning in a combustion zone of a burner introduced fuel using oxygen or a mixture of oxygen and carbon dioxide. Furthermore, the invention relates to a burner, the one to carry the method according to the invention suitable is.

Derartige Verfahren gewinnen in den letzten Jahren sehr an Bedeutung, da durch diese Art der Verbrennung der Schadstoffausstoß im Vergleich zur Verbrennung von Brennmaterial unter Verwendung von Luft drastisch reduziert werden kann.such Processes have become very important in recent years because of this type of combustion pollutant emissions compared to combustion of fuel using air drastically reduced can be.

Herkömmliche Verbrennungsverfahren, bei denen beispielsweise fossile Brennmaterialien verbrannt werden, finden meist unter Verwendung von Luft statt, d. h., dass der Verbrennung Luft zugeführt wird. Da aber Luft einen sehr hohen Stickstoffgehalt von etwa 80% aufweist, werden bei derartigen Verbrennungsverfahren Stickoxide erzeugt, welche eine starke Umweltbelastung darstellen. Desweiteren entsteht bei der Verbrennung von fossilen Brennstoffen Kohlendioxid, welches ebenfalls umweltbelastend ist, indem es unter anderem den Treibhauseffekt verstärkt. Daher kann der Versuch unternommen werden, die Stickoxide und das Kohlendioxid, welche im Rauchgas als Gemisch vorhanden sind, voneinander zu trennen, so dass das Kohlendioxid anschließend gelagert und eventuell für andere Zwecke verwendet werden kann. Diese Trennung gestaltet sich aber als sehr kostenaufwendig, da am Prozessende der Verbrennung beispielsweise ein Rauch gasgemisch vorliegt, welches einen Kohlendioxidgehalt von etwa 20% und einen Stickoxidgehalt von etwa 80% aufweist.conventional Combustion processes involving, for example, fossil fuels burned, mostly using air, d. h., That the combustion air is supplied. But there is air has very high nitrogen content of about 80%, are in such Combustion process produces nitrogen oxides, which have a high environmental impact represent. Furthermore, arises during the combustion of fossil Fuels Carbon dioxide, which is also harmful to the environment by it reinforces the greenhouse effect among other things. Therefore, the experiment be undertaken, the nitrogen oxides and the carbon dioxide, which present in the flue gas as a mixture, to separate from each other, so that the carbon dioxide is subsequently stored and possibly for others Purposes can be used. But this separation is taking shape as very expensive, since at the end of the process of combustion, for example a smoke gas mixture is present, which has a carbon dioxide content of about 20% and a nitrogen oxide content of about 80%.

Daher ist man dazu übergegangen, der Verbrennung statt Luft Sauerstoff oder ein Gemisch aus Kohlendioxid und Sauerstoff zuzuführen, wodurch am Prozessende der Verbrennung fast reines Kohlendioxid vorliegt, das anschließend gelagert werden kann. Desweiteren ist der Vorteil gegeben, dass bei einem solchen Verbrennungsprozess keine schädlichen Stickoxide ausgestoßen werden.Therefore did you go over to that combustion instead of air oxygen or a mixture of carbon dioxide and to supply oxygen, which produces almost pure carbon dioxide at the end of the combustion process is present, then can be stored. Furthermore, the advantage is given that In such a combustion process, no harmful nitrogen oxides are emitted.

Im Fall der Verbrennungsführung mit einem Gemisch aus Sauerstoff und Kohlendioxid hat es sich als vorteilhaft erwiesen, das bei der Verbrennung erzeugte Rauchgas aus dem Verbrennungsraum abzuziehen und anschließend wieder in den Verbrennungsraum rückzuführen, wobei dieses rückgeführte Rauchgas im Fall der Verbrennung von fossilen Brennstoffen einen hohen Kohlendioxidgehalt aufweist. Der für die Verbrennung benötigte Sauerstoff muss extern erzeugt und mit dem rückgeführten Rauchgas vermischt werden.in the Case of combustion management with a mixture of oxygen and carbon dioxide, it has become proved advantageous, the flue gas produced during combustion remove from the combustion chamber and then back into the combustion chamber to recycle, with this recycled flue gas high carbon dioxide content in the case of burning fossil fuels having. The for the burning needed Oxygen must be generated externally and mixed with the recirculated flue gas.

Bei der beschriebenen Verbrennung von Brennmaterial unter Verwendung von mit Sauerstoff angereichertem Rauchgas ist also der Stickstoff, welcher aus der Luft stammt, im Wesentlichen durch Kohlendioxid ersetzt. Da aber Kohlendioxid eine höhere Wärmekapazität als Stickstoff aufweist, wird der Verbrennung mehr Wärme als bei der Verwendung von Luft entzogen. Dadurch sinkt die Temperatur in der Verbrennungszone, so dass die Verbrennung unter weniger optimalen Bedingungen erfolgt. Daher wird die Verbrennung mit einem im Vergleich zu Luft erhöhten Sauerstoffangebot (> 21%) durchgeführt, wodurch die Verbrennung stabilisiert wird, was aber gleichzeitig die Kosten für die Verbrennung erhöht, da der reine Sauerstoff vorab erzeugt werden muss.at the described combustion of fuel using of oxygen-enriched flue gas is thus the nitrogen, which comes from the air, essentially by carbon dioxide replaced. But since carbon dioxide has a higher heat capacity than nitrogen, the combustion gets more heat deprived of air when using. This reduces the temperature in the combustion zone, so that the combustion is less optimal Conditions are fulfilled. Therefore, the combustion is compared with one raised to air Oxygen supply (> 21%) performed by the combustion is stabilized, but at the same time the costs for the Increase combustion, there the pure oxygen must be generated in advance.

Derartige Verbrennungsprozesse, auch Oxyfuel-Prozesse genannt, sind aus den genannten Gründen wesentlich umweltfreundlicher als die bisherige Verbrennung unter Zuführung von Luft.such Combustion processes, also called oxyfuel processes, are from the mentioned reasons much more environmentally friendly than the previous combustion under feed of air.

Bei den beschriebenen Verbrennungsprozessen reagiert das Kohlendioxid ab etwa 700°C merklich mit Kohlenstoff, wodurch Kohlenmonoxid gebildet wird. Die entsprechende Reaktionsgleichung lautet: CO2 + C → 2CO In the described combustion processes, the carbon dioxide reacts appreciably with carbon from about 700 ° C, whereby carbon monoxide is formed. The corresponding reaction equation is: CO 2 + C → 2CO

Diese Reaktion erzeugt eine Volumenverdopplung, da aus einem Mol Kohlendioxid zwei Mol Kohlenmonoxid entstehen. Durch diese Volumenexpansion treten höhere Strömungsgeschwindigkeiten auf, welche die Stabilität der Verbrennungsreaktion, also den Verbrennungsprozess negativ beeinträchtigen. Zudem wird bei der obigen endothermen Reaktion Wärme verbraucht, was ebenfalls zur Destabilisierung des Verbrennungsprozesses führt. Durch die Verringerung der Verbrennungstemperatur tritt die obige Reaktion nicht mehr auf und die damit verbundene Volumenverdopplung findet nicht mehr statt. Hierdurch steigt die Verbrennungstemperatur wieder in einen Bereich, bei welchem die reduktive Umsetzung von Kohlendioxid zu Kohlenmonoxid stattfinden kann. Letztendlich wird der Verbrennungsprozess durch die genannten Rückkopplungsprozesse geschwächt, da keine konstanten Bedingungen für die Verbrennung vorliegen. Daher hat man zur Stabilisierung des Verbrennungsprozesses bisher der Verbrennungszone Sauerstoff mit einem Volumenanteil von mindestens 21% zugeführt, wodurch die Temperatur des Verbrennungsprozesses relativ konstant gehalten werden kann. Durch diese Verwendung von Sauerstoff gestaltet sich eine entsprechende Verbrennung relativ kostenintensiv.These Reaction generates a volume doubling, since one mole of carbon dioxide two moles of carbon monoxide arise. Enter through this volume expansion higher Flow velocities, which the stability the combustion reaction, so adversely affect the combustion process. In addition, heat is consumed in the above endothermic reaction, which is also leads to destabilization of the combustion process. By reducing the combustion temperature does not occur the above reaction and the associated volume doubling no longer takes place. hereby the combustion temperature rises again into a range at which the reductive conversion of carbon dioxide to carbon monoxide can take place. Ultimately, the combustion process becomes through the mentioned feedback processes weakened because there are no constant combustion conditions. Therefore, one has to stabilize the combustion process so far the combustion zone oxygen with a volume fraction of at least 21% supplied, whereby the temperature of the combustion process is kept relatively constant can be. Through this use of oxygen is shaping up a corresponding combustion relatively expensive.

Ausgehend von dem Vorbeschriebenen ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Verbrennen von Brennmaterial in einem Brenner bereitzustellen, bei welchem Verfahren eine Verbrennung des Brennmaterials unter Verwendung von Sauerstoff oder eines Gemisches aus Sauerstoff und Kohlendioxid und mit einem Sauerstoffgehalt von vorzugsweise weniger als 21%-Vol. stabil durchgeführt werden kann.Based on the above, it is the object of the present invention to provide a method for burning fuel in a burner, in which method a Combustion of the fuel using oxygen or a mixture of oxygen and carbon dioxide and having an oxygen content of preferably less than 21% vol. can be carried out stably.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Verfahren zum Verbrennen von in eine Verbrennungszone eines Brenners eingebrachtem Brennmaterial unter Verwendung von Sauerstoff oder eines Gemisches aus Sauerstoff und Kohlendioxid gelöst. Das Brennmaterial kann fossiles Brennmaterial, wie etwa Kohle oder ähnliches sein, welches in geeigneter Form in die Verbrennungszone eingebracht wird. Das Gemisch aus Sauerstoff und Kohlendioxid ist vorzugsweise aus einem mit Sauerstoff angereichertem Rauchgas gebildet, welches Rauchgas aus der Verbrennungsraum abgezogen und anschließend wieder zugeführt wird.These The object is achieved by the Process for burning into a combustion zone of a burner introduced fuel using oxygen or a mixture of oxygen and carbon dioxide dissolved. The Fuel may be fossil fuel, such as coal or the like which is introduced into the combustion zone in a suitable form becomes. The mixture of oxygen and carbon dioxide is preferred formed from an oxygen-enriched flue gas, which Flue gas withdrawn from the combustion chamber and then again supplied becomes.

Erfindungsgemäß wird in der Verbrennungszone eine Kreisströmung erzeugt, durch die eine homogene Durchmischung von heißen Verbrennungsprodukten mit dem Brennmaterial und dem Sauerstoff oder dem Brennmaterial und dem Gemisch aus Sauerstoff und Kohlendioxid in der Verbrennungszone erfolgt. Diese Kreisströmung transportiert Wärme und Verbrennungsprodukte in der Verbrennungszone des Brenners, wodurch die Verbrennung in der Verbrennungszone des Brenners stabilisiert wird, weil die oben beschriebene, durch die endotherme Reaktion erzeugte Wärmereduzierung durch das Halten von heißen Verbrennungsprodukten in der Verbrennungszone kompensiert wird. Um eine zur Stabilisierung der Verbrennung ausreichende Kreisströmung zu schaffen, müssen Parameter wie beispielsweise Zuführgeschwindigkeiten des Sauerstoffs oder des Gemisches aus Sauerstoff und Kohlendioxid und des Brennmaterials sowie bauliche Eigenschaften des Brenners berücksichtigt werden. Ein geeigneter Brenner weist beispielsweise im Zuführbereich der Stoffe Abrißkanten für die Strömung auf, durch die eine Verwirbelung der zugeführten Stoffe erfolgen kann. Des weiteren muss in der Verbrennungszone des Brenners ein angemessen ausgestalteter Raum zur Verfügung stehen, welcher es einer turbulenten Strömung ermöglicht, eine Kreisströmung in Form einer stark rezirkulierende Strömung auszubilden. Durch diese Stabilisierung der Verbrennung in der Verbrennungszone eines Brenners durch eine stark rezirkulierende Strömung kann der Sauerstoffgehalt in der Verbrennungszone reduziert werden, da die Verbrennung nicht mehr allein durch Zuführung von Sauerstoff stabilisiert werden muss. Somit ist es möglich, den Sauerstoffgehalt in der Verbrennungszone unter 21%-Vol. zu halten und dennoch einen stabilen Verbrennungsprozess zu erhalten.According to the invention is in the combustion zone generates a circular flow through which a homogeneous mixing of hot Combustion products with the fuel and the oxygen or the fuel and the mixture of oxygen and carbon dioxide takes place in the combustion zone. This circular flow transports heat and Combustion products in the combustion zone of the burner, thereby the combustion in the combustion zone of the burner stabilized is because of the endothermic reaction, because the above described generated heat reduction by holding hot Combustion products in the combustion zone is compensated. To a sufficient to stabilize the combustion circular flow create, must Parameters such as feed rates the oxygen or the mixture of oxygen and carbon dioxide and the fuel and structural properties of the burner considered become. A suitable burner has, for example, in the feed area the fabrics tear-off edges for the flow on, by a turbulence of the supplied substances can take place. Furthermore, in the combustion zone of the burner must be appropriate equipped room available which allows a turbulent flow, a circular flow in Form a highly recirculating flow. Through this Stabilization of combustion in the combustion zone of a burner by a strongly recirculating flow, the oxygen content in the combustion zone can be reduced because the combustion is not more by feeding alone must be stabilized by oxygen. Thus, it is possible the Oxygen content in the combustion zone below 21% vol. to keep and still get a stable combustion process.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Kreisströmung in Form einer stark rezirkulierenden Strömung im wesentlichen in der gesamten Verbrennungszone des Brenners ausgebildet wird, wodurch der Verbrennungsprozess maximal stabilisiert wird und der Sauerstoffgehalt in der Verbrennungszone weitestgehend reduziert werden kann. In vorteilhafter Weise wird die stark rezirkulierende Strömung in wenigstens 50% der Verbrennungszone ausgebildet. Bevorzugt wird die rezirkulierende Strömung in wenigstens 80% der Verbrennungszone ausgebildet. Besonders bevorzugt wird die rezirkulierende Strömung in wenigstens 90% der Verbrennungszone ausgebildet.A advantageous embodiment of the invention provides that the circular flow in Form of a strongly recirculating flow substantially in the entire combustion zone of the burner is formed, whereby the combustion process is maximally stabilized and the oxygen content can be largely reduced in the combustion zone. In Advantageously, the strong recirculating flow in at least 50% of the combustion zone formed. It is preferred the recirculating flow formed in at least 80% of the combustion zone. Particularly preferred the recirculating flow formed in at least 90% of the combustion zone.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein bei der Verbrennung entstehendes Rauchgas aus der Verbrennungszone abgeführt wird. Dieses Rauchgas weist einen hohen Kohlendioxidgehalt auf und kann nach Abführung gelagert werden, so dass der Kohlendioxidausstoß bei der erfindungsgemäßen Verbrennung weitestgehend reduziert ist.To a further advantageous embodiment of the invention is provided that a flue gas formed during combustion from the combustion zone dissipated becomes. This flue gas has a high carbon dioxide content and can after exhaustion be stored so that the carbon dioxide emissions in the combustion of the invention is largely reduced.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Rauchgas mit Sauerstoff angereichert und anschließend in die Verbrennungszone eingebracht wird. Durch die Anreicherung des Rauchgases mit Sauerstoff vor dem Einbringen in die Verbrennungszone wird eine homogene Durchmischung von Rauchgas und Sauerstoff erzielt, was sich vorteilhaft auf den Verbrennungsprozess auswirkt. Ferner wird durch die Zuführung des heißen Rauchgases dem Verbrennungsprozess in der Verbrennungszone Wärme zugeführt, was sich ebenfalls positiv auf den Verbrennungsprozess auswirkt.A Further advantageous embodiment of the invention provides that the flue gas enriched with oxygen and then in the combustion zone is introduced. By the enrichment of the Flue gas with oxygen prior to introduction into the combustion zone Homogeneous mixing of flue gas and oxygen is achieved which has an advantageous effect on the combustion process. Further is through the feeder of the hot flue gas heat supplied to the combustion process in the combustion zone also has a positive effect on the combustion process.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Brennmaterial gemeinsam mit dem Sauerstoff und/oder dem Rauchgas in die Verbrennungszone eingebracht wird, wobei das Rauchgas ein Gemisch aus Sauerstoff und Kohlendioxid sein kann. Welche Art der Einbringung gewählt wird, hängt von den jeweiligen Begebenheiten, beispielsweise der Brennerausgestaltung oder weiterer Parameter der Verbrennung ab, so dass zur optimalen Verbrennung eine entsprechende Anpassung des erfindungsgemäßen Verfahrens vollzogen werden kann.According to one further advantageous embodiment of the invention is provided that the fuel together with the oxygen and / or the Flue gas is introduced into the combustion zone, wherein the flue gas may be a mixture of oxygen and carbon dioxide. Which type the contribution chosen will hang from the respective events, such as the Brennerausgestaltung or further parameters of the combustion, so that the optimal Combustion a corresponding adaptation of the method according to the invention can be performed.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Brennmaterial, der Sauerstoff und/oder das Rauchgas aus verschiedenen Richtungen oder der gleichen Richtung in die Verbrennungszone eingebracht werden. Je nach baulicher Ausgestaltung eines Brenners kann somit die Ausbildung der Kreisströmung in Form einer stark rezirkulierenden Strömung durch die Wahl der Einbringungsvariante der Stoffe in die Verbrennungszone begünstigt werden. Beispielsweise kann eine gegenläufige Einbringung der Stoffe zur Ausbildung der stark rezirkulierenden Strömung führen.A Further advantageous embodiment of the invention provides that the fuel, the oxygen and / or the flue gas from different directions or the same direction are introduced into the combustion zone. Depending on the structural design of a burner can thus training the circular flow in the form of a strongly recirculating flow through the choice of Einbringungsvariante the substances in the combustion zone are favored. For example can be an opposite Introduction of substances for the formation of highly recirculating flow to lead.

Ferner ist nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Bestandteile der Rauchgase vollständig in der Verbrennungszone verbrannt oder für andere Verwendungen außerhalb der Verbrennungszone aus dieser abgezogen werden. Beispielsweise kann bei geeigneter Wahl der Parameter der Verbrennung gezielt Kohlenmonoxid erzeugt werden, welches aus dem Brenner abgeführt und als Ausgangsmaterial für bestimmte chemische Synthesen genutzt werden kann.Further is provided according to an advantageous embodiment of the invention, that the components of the flue gases are completely in the combustion zone burned or for other uses outside the combustion zone are deducted from this. For example can with appropriate choice of the parameters of the combustion targeted carbon monoxide be generated, which discharged from the burner and as a starting material for certain chemical syntheses can be used.

Brennerseitig wird die obige Aufgabe der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, dass die Verbrennungszone des Brenners strömungsmechanische Einrichtungen aufweist, so dass er zur Ausbildung der Kreisströmung in Form einer stark rezirkulierenden Strömung geeignet ist, wodurch das erfindungsgemäße Verfahren angewendet werden kann.burner side the above object of the present invention is achieved in that the combustion zone of the burner fluid mechanical devices so that it forms the formation of the circular flow in the form of a strongly recirculating flow is suitable, whereby the inventive method can be applied can.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Brenner mehrere Zuführkanäle aufweist, welche zu den strömungsmechanischen Einrichtungen des Brenners gehören. Über diese Zuführkanäle erfolgt die Einbringung des Brennmaterials, des Sauerstoffs, des Gemisches aus Sauerstoff und Kohlendioxid und des Rauchgases in die Verbrennungszone des Brenners. Dabei können über einen Zuführkanal mehrere der genannten Stoffe zugeführt werden, wodurch eine gleichmäßige Durchmischung dieser Stoffe vor dem Einbringen in die Verbrennungszone erfolgt, was sich vorteilhaft auf die Verbrennung auswirken kann. Ebenso können die Stoffe jeweils über einen separaten Zuführkanal eingebracht werden, falls bevorzugt. Die Zuführkanäle können dabei derart angeordnet sein, dass eine Zuführung der Stoffe aus verschiedenen oder der gleichen Richtung erfolgt. Beispielsweise wird durch eine etwa gegenläufige Einbringung von Stoffen die Bildung der Kreisströmung begünstigt und verstärkt, was sich vorteilhaft auf die Reduzierbarkeit der bei der Verbrennung benötigte Sauerstoffmenge auswirkt.According to one advantageous embodiment of the invention it is provided that the Burner has multiple feed channels, which to the fluid mechanics Burner facilities include. About these Feed channels takes place the introduction of the fuel, the oxygen, the mixture from oxygen and carbon dioxide and the flue gas into the combustion zone of the burner. It can over a feed several of the substances mentioned are fed, resulting in a uniform mixing of these substances before introduction into the combustion zone, which can have an advantageous effect on the combustion. As well can the substances each over a separate feed channel are introduced, if preferred. The feed channels can be arranged in such a way be that one feeder the substances from different or the same direction takes place. For example, by an approximately opposite contribution of substances the formation of the circular flow favored and reinforced, which is beneficial to the reducibility of combustion needed Oxygen quantity affects.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Brenner eine Verwirbelungseinrichtung aufweist. Durch diese Verwirbelungseinrichtung, welche beispielsweise als Ventilator oder ähnlichem ausgebildet sein kann, wird die Ausbildung der Kreisströmung in Form einer stark rezirkulierenden Strömung begünstigt, was den beschriebenen Vorteil der Sauerstoffreduzierung mit sich bringt.To a further advantageous embodiment of the invention is provided the burner has a swirling device. Through this swirling device, which may be formed, for example, as a fan or the like, becomes the formation of the circular flow in the form of a strongly recirculating flow favors what the described Advantage of oxygen reduction brings with it.

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden anhand der Figur beschrieben. Dabei zeigtFurther Advantages and features of the present invention will become apparent below described with reference to the figure. It shows

1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels für einen erfindungsgemäßen Brenner, bei dem in der Verbrennungszone Brennmaterial gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren verbrannt wird. 1 a schematic representation of an embodiment of a burner according to the invention, in which burned in the combustion zone fuel according to the inventive method.

Die 1 zeigt einen Brenner 1 mit einer Verbrennungszone 2, bei dem zwei Zuführkanäle 3 und 4 vorgesehen sind, welche nebeneinander angeordnet sind und durch die ein kohlenstoffhaltiges Brennmaterial 5 gemeinsam mit einem mit Sauerstoff angereicherten Rauchgas 6 bzw. nur ein mit Sauerstoff angereichertes Rauchgas 7 der Verbrennungszone 2 des Brenners 1 zugeführt werden. Die Strömungsgeschwindigkeiten der Stoffe 6 und 7 sollten dabei derart gewählt sein, dass durch einen Unterschied zwischen den Strömungsgeschwindigkeiten der Stoffe 6 und 7 sich die durch die Pfeile in 1 angedeutete Kreisströmung 8 in Form einer stark rezirkulierende Strömung in der Verbrennungszone 2 ausbildet. Vorzugsweise weist dazu das gasförmige Fluid 7, welches in 1 durch den rechts gezeigten Zuführkanal 4 einströmt, eine größere Strömungsgeschwindigkeit als das gasförmige Fluid 6, welches durch den links gezeigten Zuführkanal 3 mit der Beimischung von pulverförmigem Brennmaterial 5 einströmt, auf. Die linke Hälfte der Kreisströmung 8 führt der Verbrennungszone 2 selbsttätig heiße Verbrennungsprodukte zu, wodurch die Stabilisierung der Verbrennung in der Verbrennungszone 2 erfolgen kann. Natürlich ist auch denkbar, dass die Zuführkanäle 3 und 4 irgendwie anders angeordnet sind oder eine andere Anzahl aufweisen, welche besonders geeignet ist, eine möglichst die gesamte Verbrennungszone 2 ausfüllende Kreisströmung in Form einer stark rezirkulierenden Strömung 8 auszubilden. Des weiteren ist in 1 eine Rauchgasab- und zuführende Leitung 9 eingezeichnet, durch die Rauchgas aus der Verbrennungszone 2 abgeführt und, wie durch den Pfeil 10 angedeutet, den einströmenden Fluiden 6 und 7 vor dem Eintritt in die Verbrennungszone 2 des Brenners 1 zugeführt wird.The 1 shows a burner 1 with a combustion zone 2 in which two feed channels 3 and 4 are provided, which are arranged side by side and through which a carbonaceous fuel 5 together with an oxygen-enriched flue gas 6 or only an oxygen-enriched flue gas 7 the combustion zone 2 of the burner 1 be supplied. The flow velocities of the substances 6 and 7 should be chosen such that by a difference between the flow velocities of the substances 6 and 7 yourself by the arrows in 1 indicated circular flow 8th in the form of a strong recirculating flow in the combustion zone 2 formed. Preferably, the gaseous fluid has thereto 7 which is in 1 through the feed channel shown on the right 4 inflows, a greater flow velocity than the gaseous fluid 6 , which through the feed channel shown on the left 3 with the admixture of powdered fuel 5 flows in, on. The left half of the circular flow 8th leads to the combustion zone 2 automatically releases hot combustion products, thereby stabilizing combustion in the combustion zone 2 can be done. Of course, it is also conceivable that the feed channels 3 and 4 are arranged somehow different or have a different number, which is particularly suitable, as far as possible the entire combustion zone 2 filling circular flow in the form of a strongly recirculating flow 8th train. Furthermore, in 1 a Rauchgasab- and supplying line 9 drawn by the flue gas from the combustion zone 2 dissipated and, as by the arrow 10 indicated, the inflowing fluids 6 and 7 before entering the combustion zone 2 of the burner 1 is supplied.

Das oben beschriebene Ausführungsbeispiel dient der Erläuterung und ist nicht beschränkend.The Embodiment described above is used the explanation and is not limiting.

11
Brennerburner
22
Verbrennungszonecombustion zone
33
Zuführkanalfeed
44
Zuführkanalfeed
55
Brennmaterialfuel
66
Sauerstoff und Rauchgasoxygen and flue gas
77
Sauerstoff und Rauchgasoxygen and flue gas
88th
Kreisströmungcircular flow
99
Ab- und ZuführleitungFrom- and supply line
1010
Pfeilarrow

Claims (10)

Verfahren zum Verbrennen von in eine Verbrennungszone (2) eines Brenners (1) eingebrachtem Brennmaterial (5) unter Verwendung von Sauerstoff oder einem Gemisch aus Sauerstoff und Kohlendioxid, dadurch gekennzeichnet, dass in der Verbrennungszone (2) eine Kreisströmung (8) erzeugt wird, durch die eine homogene Durchmischung von heißen Verbrennungsprodukten mit dem Brennmaterial (5) und dem Sauerstoff einerseits oder mit dem Brennmaterial (5) und dem Gemisch aus Sauerstoff und Kohlendioxid andererseits in der Verbrennungszone (2) erfolgt.Process for burning into a combustion zone ( 2 ) of a burner ( 1 ) fuel ( 5 ) using oxygen or a mixture of oxygen and carbon dioxide, characterized in that in the combustion zone ( 2 ) a circular flow ( 8th ) by which a homogeneous mixing of hot combustion products with the fuel ( 5 ) and the oxygen on the one hand or with the fuel ( 5 ) and the mixture of oxygen and carbon dioxide on the other hand in the combustion zone ( 2 ) he follows. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kreisströmung (8) im Wesentlichen in der gesamten Verbrennungszone (2) ausgebildet wird.Method according to claim 1, characterized in that the circular flow ( 8th ) substantially in the entire combustion zone ( 2 ) is formed. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Verbrennung entstehendes Rauchgas aus der Verbrennungszone (2) abgeführt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that flue gas formed during the combustion from the combustion zone ( 2 ) is discharged. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Rauchgas mit Sauerstoff angereichert und anschließend in die Verbrennungszone (2) eingebracht wird.A method according to claim 3, characterized in that the flue gas enriched with oxygen and then into the combustion zone ( 2 ) is introduced. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Brennmaterial (5) gemeinsam mit dem Sauerstoff und/oder dem Rauchgas in die Verbrennungszone (2) eingebracht wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the fuel ( 5 ) together with the oxygen and / or the flue gas into the combustion zone ( 2 ) is introduced. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Brennmaterial (5), der Sauerstoff und/oder das Rauchgas aus verschiedenen Richtungen oder der gleichen Richtung in die Verbrennungszone eingebracht werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the fuel ( 5 ), the oxygen and / or the flue gas from different directions or the same direction are introduced into the combustion zone. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Bestandteile der Rauchgase vollständig in der Verbrennungszone (2) verbrannt oder teilweise für andere Verwendung außerhalb der Verbrennungszone (2) aus dieser abgezogen werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that components of the flue gases are completely in the combustion zone ( 2 ) burned or partially for other use outside the combustion zone ( 2 ) are deducted from this. Brenner (1) mit einer Verbrennungszone (2) zur Verbrennung von in die Verbrennungszone (2) eingebrachtem Brennmaterial (5) unter Verwendung von Sauerstoff oder eines Gemisches aus Sauerstoff und Kohlendioxid, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungszone (2) des Brenners (1) strömungsmechanische Einrichtungen aufweist, wodurch in der Verbrennungszone (2) eine Kreisströmung (8) erzeugbar ist, durch die eine homogene Durchmischung von heißen Verbrennungsprodukten mit dem Brennmaterial (5) und dem Sauerstoff einerseits oder mit dem Brennmaterial und dem Gemisch aus Sauerstoff und Kohlendioxid andererseits in der Verbrennungszone (2) erfolgt.Burner ( 1 ) with a combustion zone ( 2 ) for combustion in the combustion zone ( 2 ) introduced fuel ( 5 ) using oxygen or a mixture of oxygen and carbon dioxide, characterized in that the combustion zone ( 2 ) of the burner ( 1 ) fluidic devices, whereby in the combustion zone ( 2 ) a circular flow ( 8th ) is produced by the homogeneous mixing of hot combustion products with the fuel ( 5 ) and the oxygen on the one hand or with the fuel and the mixture of oxygen and carbon dioxide on the other hand in the combustion zone ( 2 ) he follows. Brenner (1) nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch mehrere Zuführkanäle (3, 4).Burner ( 1 ) according to claim 8, characterized by a plurality of feed channels ( 3 . 4 ). Brenner (1) nach einem der Ansprüche 8 und 9, gekennzeichnet durch eine Verwirbelungseinrichtung.Burner ( 1 ) according to one of claims 8 and 9, characterized by a swirling device.
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