DE102013114296A1 - Pulsationsbrenner zur Verbrennung fester Brennstoffe und Verfahren zu dessen Betrieb - Google Patents

Pulsationsbrenner zur Verbrennung fester Brennstoffe und Verfahren zu dessen Betrieb Download PDF

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Hans-Joachim Gehrmann
Tobias Seufert
Helmut Reis
Alexander Schermann
Helmut Seifert
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    • F23C2205/10Pulsating combustion with pulsating fuel supply
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    • F23C2205/00Pulsating combustion
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Feststoffbrenner (1) für einen Brennraum (3) zur Verbrennung von pulverisierten, festen Brennstoffen (10) und ein Verfahren zu dessen Betrieb mit einer Primärluftzufuhreinrichtung und einer Brennstoffzufuhreinrichtung zur Herstellung eines Luft/Brennstoffgemisches aus Primärluft (11) und Brennstoff (10) sowie zumindest einer das Luft/Brennstoffgemisch an eine Mündungsöffnung (2) transportierenden Lanze (5). Um den Feststoffbrenner (1) mit geringen Stickoxidemissionen betreiben zu können, ist vor der Mündungsöffnung (2) eine einen in dem Luft/Brennstoffgemisch enthaltenen Gehalt an Brennstoff (10) über die Zeit pulsierend einstellende Steuereinrichtung (23) vorgesehen.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Feststoffbrenner für einen Brennraum zur Verbrennung von pulverisierten, festen Brennstoffen und ein Verfahren zu dessen Betrieb mit einer Primärluftzufuhreinrichtung und einer Brennstoffzufuhreinrichtung zur Herstellung eines Luft/Brennstoffgemisches aus Primärluft und Brennstoff sowie zumindest einer das Luft/Brennstoffgemisch an eine Mündungsöffnung transportierenden Lanze.
  • Aus der EP 1 312 859 A1 ist ein Feststoffbrenner bekannt, bei dem ein fester, pulverisierter Brennstoff wie Braunkohle und Primärluft vermischt werden und in einer Lanze einem Brennraum zugeführt und dort verbrannt werden. Zur Beschleunigung der Verbrennung wird zusätzlich Luft über eine zusätzliche Zufuhr in die Lanze eingebracht. Beispielsweise bedingt durch alternative Energiequellen werden derartige Feststoffbrenner bezüglich ihrer zu erbringenden Leistung variabel betrieben, das heißt teilweise unter Teillastbedingungen betrieben. Hierbei wird bevorzugt die Brennstoffzufuhr gedrosselt, so dass teilweise unvollständige Verbrennungsvorgänge mit instabilen Zündungsvorgängen auftreten. Hieraus resultieren hohe Schadstoffbelastungen, insbesondere hohe Anteile von Stickoxiden (NOx).
  • Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung eines Feststoffbrenners mit insbesondere in einem Teillastbereich verringerten Emissionswerten.
  • Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Die von diesem abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen des Gegenstands des Anspruchs 1 wieder.
  • Der vorgeschlagene Feststoffbrenner wird bevorzugt in Kraftwerken zur Stromerzeugung über Dampfturbinen, beispielsweise in Verbindung mit Kraft/Wärmekopplungen eingesetzt. Mittels des vorgeschlagenen Feststoffbrenners und des vorgeschlagenen Verfahren zu dessen Betrieb kann dessen Betrieb mit geringerer Schadstoffentwicklung insbesondere mit geringeren NOx-Konzentrationen insbesondere im Teillastbetrieb und damit gemittelt beziehungsweise integriert über den gesamten Betrieb betrieben werden. Beispielsweise können zur Erreichung und Einhaltung von teilweise gesetzlich vorgegebenen Grenzwerten notwendige Mittel, beispielsweise SCR-Katalysatoren zur Entstickung und dergleichen eingespart beziehungsweise in verringertem Maße eingesetzt werden, so dass eine kostensparende Betriebsweise des Feststoffbrenners vorgesehen werden kann. Der Feststoffbrenner eignet sich hierbei bevorzugt in Kraftwerksprozessen mit einer Zufuhr des Brennstoffs mittels einer Lanze an einer Mündungsöffnung in den Brennraum. Hierbei treten im Gegensatz zu Rostfeuerungen durch niedrige Luftüberschüsse im Brennraum mit Luftzahlen von beispielsweise 1,4 und Temperaturen von 1200 °C und mehr hohe NOx-Konzentrationen auf, die mittels des vorgeschlagenen Feststoffbrenners in diesen Umgebungen besonders wirksam reduziert werden.
  • Im Einzelnen löst der vorgeschlagene Feststoffbrenner und das Verfahren zu dessen Betrieb für Kraftwerke mit Mündungsöffnungsbrennern folgende Teilaufgaben:
    Zum einen wird ein niedriges CO-Emissionsniveau bei variabler Last erzielt. Gleichzeitig können NOx-Emissionen bei unterschiedlichen Lastfällen durch Pulsationsbetrieb auf niedrige NOx-Konzentrationen, beispielsweise unter ein Viertel der NOx-Konzentration eines nicht pulsierend betriebenen Feststoffbrenners unter ansonsten gleichen Bedingungen reduziert werden. Die Wärmeübertragung auf den Kessel bei variabler Last kann dabei durch eine Erhöhung der Verbrennungsintensität verbessert werden.
  • Hierbei konnte während des pulsierenden Betriebs eine besonders gute Flammenstabilität erzielt werden, wenn als Feststoffbrenner ein Drallbrenner eingesetzt wird, dessen Flammenführung durch eine Zirkularströmung der Brennstoff- und Primärluftzufuhr, beispielsweise mittels einer um die Mündungsöffnung angeordneten, zirkular zugeführten Sekundärluftzufuhr, stabilisiert wird.
  • Als besonders vorteilhaft hat sich gezeigt, wenn eine Frequenz einer Pulsation wie Pulsationsfrequenz des Feststoffbrenners zwischen 0,5 Hz und 1 Hz vorgesehen wird. In diesem Bereich tritt ein Minimum der NOx-Emissionen bei nahezu konstanten, auf einem niedrigen Niveau entstehenden CO-Konzentrationen auf. Die Pulsationsfrequenz ist unter Anderem abhängig von der Partikelgröße und deren Partikelverteilung der Brennstoffe und deren Beladung, so dass eine entsprechende Anpassung der Pulsationsfrequenz an diese Änderungen und entsprechend geänderte Pulsationsfrequenzen über den genannten Frequenzbereich hinaus von dem erfinderischen Gedanken umfasst sind.
  • Neben der Reduktion von Last und Emissionen nimmt bei dem vorgeschlagenen Feststoffbrenner die Verbrennungsintensität und das Flammenvolumen zu, was eine erhebliche Verbesserung der Wärmeübertragungsbedingungen bedeutet. Dies kann insbesondere bei Teillast einen Vorteil in großen Brennräumen darstellen.
  • Durch den pulsierenden Betrieb des vorgeschlagenen Feststoffbrenners entsteht eine verzögerte Mischung von Oxidationsmittel in Form der zugeführten Primärluft und gegebenenfalls zugeführten Sekundärluft und dem Brennstoff. Dies führt zu einer Ausdehnung des Flammenkörpers und verbessert über die Schichtdicke der Flamme die Wärmeabgabe. Dies ist insbesondere bei Teillast in Kraftwerksprozessen ein wesentlicher Vorteil. Die Bildung von NOx wird dabei vermindert, die Verbrennungsintensität und Verbrennungseffizienz gesteigert.
  • Im Einzelnen enthält der für einen Brennraum zur Verbrennung von pulverisierten, festen Brennstoffen vorgeschlagene Festbrenner eine Primärluftzufuhreinrichtung, beispielsweise ein volumengeregeltes Gebläse, einen Saugzugventilator oder dergleichen. Zur Einbringung von festem, pulverisiertem Brennstoff in die in der Primärluftzufuhreinrichtung geführten Primärluft ist eine Brennstoffzufuhreinrichtung, beispielsweise einer das Volumen und/oder das Gewicht des Brennstoffs überwachenden Dosiereinrichtung wie Zufuhrklappen, Dosierschächten, Förderschnecken oder dergleichen vorgesehen. Die Brennstoffe können aus Braunkohle, Steinkohle, organischem Material, deren Mischungen und dergleichen gebildet sein. Eine Steuereinheit dient der Einstellung eines Gehalts an Brennstoff in der Primärluft, also einer Einstellung einer Mischung von Brennstoff und Luft, beispielsweise einer vorgegebenen Menge an Brennstoff bezogen auf eine Volumeneinheit der Primärluft mittels einer Dosiereinrichtung des Brennstoffs und/oder der Primärluft. Über zumindest eine Lanze, beispielsweise ein Dosier- oder Zufuhrrohr, einen Zufuhrkanal oder dergleichen des Feststoffbrenners wird das Luft/Brennstoffgemisch an eine Mündungsöffnung transportiert. Die Mündungsöffnung mündet in einem kugelförmigen, zylinderförmigen oder in Freiform ausgebildeten Brennraum mit einer Zündeinrichtung des Luft-/Brennstoffgemisches, so dass nach Zündung eine ausgehend von der Mündungsöffnung sich in den Brennraum erstreckende Flamme ausgebildet wird, die einen den Brennraum umgebenden oder angeschlossenen Kessel wie Dampfkessel erwärmt. Hierbei ist zumindest in einem Teillastbereich des Feststoffbrenners vor der Mündungsöffnung eine einen in dem Luft/Brennstoffgemisch enthaltenen Gehalt an Brennstoff über die Zeit pulsierend einstellende Steuereinrichtung vorgesehen. Dies bedeutet, dass über die Zeit zyklisch variierend der Gehalt an Brennstoff in dem Luft/Brennstoffgemisch veränderbar vorgegeben wird.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform ist eine Steuereinrichtung vorgesehen, welche einen im Luft/Brennstoffgemisch konstant herangeführten Gehalt pulsierend an- und abreichert. Eine derartige Steuereinrichtung kann beispielsweise aus einer an der Lanze vor der Mündungsöffnung vorgesehenen, pulsierend Brennstoff aus dem Luft/Brennstoffgemisch aufnehmenden und abgebenden Stauscheibe gebildet sein. Es hat sich beispielsweise als vorteilhaft erwiesen, die Strömung an einer derartigen Stauscheibe so einzustellen, dass sich aufgrund von Verwirbelungen an der Stauscheibe an weniger angeströmten Bereichen Brennstoff ablagert und aufgrund der sich abhängig vom abgelagerten Brennstoff ändernden Strömungsgeometrie sich der abgelagerte Brennstoff wieder löst. Es hat sich dabei überraschend herausgestellt, dass eine im Wesentlichen plane Ausbildung der Stauscheibe diese Steuereinrichtung ausbilden kann.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung einer den Gehalt an Brennstoff in der Primärluft an- und abreichernden Steuereinrichtung kann vorgesehen sein, die Dosiermengen des Brennstoffs pulsierend zu betreiben, indem die Steuereinrichtung an der Brennstoffzufuhreinrichtung die Brennstoffzufuhr in die Primärluft pulsierend einstellt. Hierzu können entsprechende Dosiereinrichtungen vorgesehen sein, die im vorgeschlagenen Pulsationsfrequenzbereich zu- und abnehmende Mengen an Brennstoffen zur Ausbildung pulsierender Gehalte des Brennstoffs in den Primärluftstrom dosieren. Hierzu hat sich beispielsweise eine Steuereinrichtung aus einer pulsierend mit Brennstoff beschickten seelenlosen Schnecke ausgestatteten Brennstoffzufuhreinrichtung als vorteilhaft erwiesen. Hierbei werden beispielsweise jeweils zwischen zwei Schneckenwindungen unterschiedliche Mengen an Brennstoff dosiert und die Schnecke bei konstanter Drehbewegung verdreht, so dass an einem Mündungsschacht der Schnecke zeitlich abhängige Mengen an Brennstoff in den Primärluftstrom eingebracht werden. Alternativ kann eine Weite wie axialer Abstand von Windungen der Schnecke so bemessen sein, dass zwischen einer von einer Windung transportierten Brennstoffdosis zu der von der nächsten Windung transportierten Brennstoffdosis ein Abstand eingestellt ist, so dass die einzelnen Brennstoffdosen zeitlich nacheinander in der Pulsationsfrequenz in den Primärluftstrom eingebracht werden. Alternativ kann die Schnecke gleichmäßig befüllt und deren Drehbewegung zeitlich variiert gesteuert werden. Auf diese Weise wird ein zeitlich zyklisch variierender Gehalt an Brennstoff im Primärluftstrom erzielt.
  • Alternativ oder zusätzlich zu einer pulsierenden An- und Abreicherung der Gehalte an Brennstoff kann eine Steuereinrichtung vorgesehen sein, welche an der Primärluftzufuhreinrichtung die Primärluftzufuhr pulsierend einstellt. Hierbei kann eine Dosiermenge des Brennstoffs konstant gehalten werden oder zusätzlich zur Verstärkung des pulsierenden Effekts ebenfalls in derselben Phase pulsierend vorgenommen werden. In diesem Sinne ist eine entsprechende Steuereinrichtung für eine pulsierende Mengendosierung des Brennstoffs in den Primärluftstrom und eine Steuereinrichtung zur pulsierenden Steuerung des Primärluftstroms vorgesehen. Die Steuereinrichtung kann zum pulsierenden Betrieb der Primärluft beispielsweise entsprechende Zufuhrgebläse, Primärluftquerschnitte, Luftklappen, Ventile oder dergleichen pulsierend steuern.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann koaxial zu der zumindest einen Lanze mit einer Primärluftzufuhr eine weitere Lanze zur Zufuhr von Brennstoff in einem Luftstrom, einem Trägergas oder dergleichen mit einem gegenüber dem Primärluftstrom gleichen, einem höheren oder verminderten Gasstrom vorgesehen sein, wobei in zumindest einer der Lanzen ein pulsierend betriebener Gasstrom in die Mündungsöffnung eingetragen und zumindest mittels einer Lanze der Brennstoff über die Mündungsöffnung in den Brennraum eingetragen wird.
  • Desweiteren können Anordnungen von bevorzugt koaxial zueinander angeordneten Lanzen vorgesehen sein, wobei zumindest ein in einer Lanze eingetragener Brennstoff Kohle ist und bei verschiedenen Brennstoffen ein Brennstoff organischer Feststoff, beispielsweise fest oder verfestigte und pulverisierte Biomasse ist. Staubförmige Kohlen weisen dabei vorteilhafterweise Partikelgrößenverteilungen dp50 von 50 µm bis 110 µm auf. Alternative, beispielsweise der Kohle beigemischte oder zusätzliche, beispielsweise mittels einer separaten Lanze zugeführte Brennstoffe können beispielsweise bis zu 20 % der Feuerungswärmeleistung mitverbrannt werden und einen dp50 von 1 mm bis 4 mm aufweisen. Bei mehreren über separate Lanzen zugeführten Brennstoffen kann die Brennstoffzufuhr der Kohle und/oder des alternativen Brennstoffs pulsierend vorgesehen sein.
  • Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, eine Frequenz eines pulsierenden Gehalts an Brennstoff größer gleich 0,5 Hz und kleiner gleich 1 Hz einzustellen. In dem vorgeschlagenen Verfahren wird der vorgeschlagene Feststoffbrenner pulsierend betrieben, indem fester, pulverisierter Brennstoff pulsierend mit einer Frequenz zwischen 0,5 Hz und 1 Hz in den Brennraum dosiert wird. Das Verfahren kann in einem Volllastbetrieb zur Verbesserung des Schadstoffausstoßes, insbesondere Stickoxiden, einen pulsierenden Betrieb des Feststoffbrenners vorsehen. Das Verfahren wird in bevorzugter Weise jedoch ausschließlich während eines Teillastbetriebes pulsierend durchgeführt, so das der Feststoffbrenner bevorzugt ausschließlich in einem Teillastbereich pulsierend betrieben wird.
  • Die Erfindung wird anhand des in den 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigen:
  • 1 eine schematische Seitenansicht eines Feststoffbrenners,
  • 2 eine schematische Darstellung einer Brennstoffzufuhreinrichtung und
  • 3 ein Diagramm einer Schadstoffentwicklung abhängig von einer Pulsationsfrequenz eines Feststoffbrenners.
  • Die 1 zeigt in schematischer Seitenansicht den an der Mündungsöffnung 2 des nur teilweise dargestellten Brennraums 3 mit der Ausmauerung 4 angeordneten Feststoffbrenner 1. Der Feststoffbrenner 1 weist drei koaxial umeinander angeordnete, mittels der Abstandshalter 8, 9 aufeinander abgestützte Lanzen 5, 6, 7 auf, mittels derer Gasströme und Brennstoff durch die Mündungsöffnung 2 in den Brennraum 3 eingebracht und nach Zündung mittels einer nicht dargestellten Zündeinrichtung, beispielsweise eines einen kontinuierlichen Brennbetrieb absichernden Zündbrenners, verbrannt werden. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel erfolgt die Primärluftzufuhr mit der Primärluft 11 und dem darin fluidisierten festen Brennstoff 10, dargestellt durch den Pfeil 14, beispielsweise aus einem Steigrohr 26, (2) mittels der radial äußeren Lanze 5, symbolisiert durch die Pfeile 12, so dass eine Einbringung des Brennstoffs 10 an der Mündungsöffnung 2 in Form eines Ringspalts erfolgt. In der zentralen Lanze 5 kann zusätzlich zu dem in der Primärluft 11 enthaltenen Brennstoff 10 ein weiterer in einem Gasstrom wie Luftstrom fluidisierter fester Brennstoff beispielsweise pulverisierte Biomasse oder dergleichen in den Brennraum 3, symbolisiert durch den Pfeil 13 eingebracht werden. In der radial zwischen den Lanzen 5, 6 liegenden Lanze 7 kann Gas für eine Stützflamme in den Brennraum 3 über einen weiteren Ringspalt, symbolisiert durch die Pfeile 15 eingebracht werden.
  • Der Feststoffbrenner 1 ist als Drallbrenner ausgebildet. Hierzu wird radial außerhalb der Lanzen 5, 6, 7 um diese die Sekundärluftzufuhr in Richtung des Pfeils 16 zugeführt, wobei der Drallerzeuger 17, beispielsweise ein Lüfterrad oder dergleichen an dem Ringspalt 18 einen Luftdrall in Richtung der Pfeile 19 erzeugt, so dass die Gas- und Brennstoffströme der Lanzen 5, 6, 7 an der Mündungsöffnung 2 tangential symbolisiert durch die Pfeile 20 vermischt in den Brennraum 3 eingebracht werden.
  • Insbesondere in einem Teillastbereich des Feststoffbrenners 1 erfolgt die Zufuhr von Brennstoff 10 pulsierend, bevorzugt in einer Pulsationsfrequenz zwischen 0,5 Hz und 1 Hz. Hierzu ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel vor der Mündungsöffnung 2 in der Lanze 5 die Stauscheibe 21 in den Flansch 22 eingebracht. Bei vorgegebenem Primärluftstrom reichert sich zyklisch an der Stauscheibe 21 Brennstoff 10 an und wird nach einer erfolgten Anreicherung wieder abgelöst, so dass eine Beschickung des Brennraums 3 mit sich zyklisch in der vorgeschlagenen Pulsationsfrequenz ändernden Gehalten an Brennstoff 10 erfolgt. Gemäß einem weiteren Denkansatz wird eine pulsierende Einstellung der Gehalte an Brennstoff mittels eines an der Stauscheibe 21 eingestellten dynamischen Strömungsverhaltens des Brennstoff/Luftgemisches erzeugt. Die Pulsationsfrequenz ist abhängig von einer Partikelgrößenverteilung und einer Beladung des Primärluftstroms, also einem mittleren Gehalt an Brennstoff 10 in der Primärluft 11, der in bevorzugter Weise unterhalb eines typischen Gehalts an Brennstoff 10 bei Volllast liegt. Als vorteilhaft haben sich bei der Verwendung von Kohle als Brennstoff 10 beispielsweise Partikelgrößenverteilungen d50 zwischen 50 Mikrometer und 110 Mikrometer als vorteilhaft erwiesen. In diesem Sinn bildet die Stauscheibe 21 die Steuereinrichtung 23 zur Herstellung eines pulsierenden Gehalts an Brennstoff in der Primärluft 11.
  • Die 2 zeigt eine gegenüber der Steuereinrichtung 23 geänderte Steuereinrichtung 23a zum pulsierenden Betrieb eines beispielsweise dem Feststoffbrenner 1 der 1 ähnlichen Feststoffbrenners ohne Stauscheibe. Die Steuereinrichtung 23a ist durch die Dosiereinrichtung 24 gebildet, die zeitlich variierende Brennstoffmengen wie Brennstoffdosen 25 des Brennstoffs 10 in das zum Feststoffbrenner führende Steigrohr 26, in dem die Primärluft 11 geführt wird, einbringt. Hierzu ist die Dosiereinrichtung 24 als seelenlose Schnecke 27 ausgebildet, die mit einer vorgegebenen Drehgeschwindigkeit um die Drehachse d verdreht wird. Der Abstand a zwischen den Windungen 28 der Schnecke 27 ist dabei so bemessen, dass bei einer kontinuierlichen Befüllung der Schnecke 27 zwischen den von einer Windung 28 mitgenommenen Brennstoffdosen 25 und den in Transportrichtung davorliegenden Windungen 28 der Abstand b eingestellt wird, wodurch eine zeitlich variierende Zugabe von Brennstoffdosen 25 in das Steigrohr 26 erfolgt. Die Drehzahl der Schnecke 27 kann dabei an eine gewünschte Beladung der Primärluft 11 mit Brennstoff 10 angepasst werden, um eine gewünschte Frequenz wie Pulsationsfrequenz des Gehalts an Brennstoff 10 bevorzugt im Bereich von 0,5 Hz bis 1 Hz zu erzielen. Wird der Feststoffbrenner im Volllastbetrieb betrieben, sind die Abstände b aufgrund der erhöhten Brennstoffdosen 25 zwischen zwei Windungen ebenfalls mit Brennstoff 10 befüllt, so dass eine kontinuierliche Beschickung des Steigrohrs 26 mit Brennstoff 10 erfolgt.
  • Die 3 zeigt das beispielsweise mittels eines der 1 entsprechenden Feststoffbrenners 1 gemessene Diagramm 30 mit den Gehalten c [NOx] an Stickoxiden und c [CO] an Kohlenstoffmonoxid des Abgases abhängig von der Frequenz F [Hz] wie Pulsationsfrequenz zwischen 0 und 1,2 Hz eines variierten Gehalts an festem, pulverisiertem Brennstoff 10 (1 und 2). Die breiten Balken 3135 geben dabei die Gehalte an Stickoxid und die schmalen Balken 3640 die Gehalte an Kohlenstoffmonoxid an. Die Gehalte an Kohlenstoffmonoxid liegen weitgehend unabhängig von der Frequenz F auf einem niedrigen Niveau von beispielsweise zwischen 3 und 4 mg/Nm3 bezogen auf 5 Volumenprozent trockenen Sauerstoffs, so dass kein negativer Einfluss vom pulsierenden Betrieb des Feststoffbrenners 1 auf die in ausreichender Weise niedrigen Gehalte des Kohlenstoffmonoxids ausgeht. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel fallen die Stickoxidgehalte im Bereich der Frequenzen F = 0 am Balken 31, also bei nicht pulsierend betriebenem Feststoffbrenner 1, und einer Frequenz F = 1,2 Hz am Balken 35 auf ein Minimum – hier bei der Frequenz F = 0,8 signifikant von einem Betrieb bei nichtpulsierend betriebenem Feststoffbrenner 1 von beispielsweise über 500 mg/Nm3 bezogen auf 5 Volumenprozent trockenen Sauerstoffs an Stickoxiden Balken 31) auf teilweise auf unter 20 Prozent dieses Gehalts auf beispielsweise 120 mg/Nm3 bezogen auf 5 Volumenprozent trockenen Sauerstoffs an Stickoxiden (Balken 33) Dem Diagramm 30 liegen die Messungen an dem Brennraum 3 der 1 mit dem Feststoffbrenner 1 zugrunde. In anderen Brennumgebungen können geänderte Messwerte auftreten und andere Frequenzen für einen minimalen Gehalt an Stickoxiden vorteilhaft sein.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Feststoffbrenner
    2
    Mündungsöffnung
    3
    Brennraum
    4
    Ausmauerung
    5
    Lanze
    6
    Lanze
    7
    Lanze
    8
    Abstandshalter
    9
    Abstandshalter
    10
    Brennstoff
    11
    Primärluft
    12
    Pfeil
    13
    Pfeil
    14
    Pfeil
    15
    Pfeil
    16
    Pfeil
    17
    Drallerzeuger
    18
    Ringspalt
    19
    Pfeil
    20
    Pfeil
    21
    Stauscheibe
    22
    Flansch
    23
    Steuereinrichtung
    23a
    Steuereinrichtung
    24
    Dosiereinrichtung
    25
    Brennstoffdosis
    26
    Steigrohr
    27
    Schnecke
    28
    Windung
    30
    Diagramm
    31
    Balken
    32
    Balken
    33
    Balken
    34
    Balken
    35
    Balken
    36
    Balken
    37
    Balken
    38
    Balken
    39
    Balken
    40
    Balken
    a
    Abstand
    b
    Abstand
    d
    Drehachse
    F
    Frequenz
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 1312859 A1 [0002]

Claims (11)

  1. Feststoffbrenner (1) für einen Brennraum (3) zur Verbrennung von pulverisierten, festen Brennstoffen (10) mit einer Primärluftzufuhreinrichtung und einer Brennstoffzufuhreinrichtung zur Herstellung eines Luft/Brennstoffgemisches aus Primärluft (11) und Brennstoff (10) sowie zumindest einer das Luft/Brennstoffgemisch an eine Mündungsöffnung (2) transportierenden Lanze (5), dadurch gekennzeichnet, dass vor der Mündungsöffnung (2) eine einen in dem Luft/Brennstoffgemisch enthaltenen Gehalt an Brennstoff (10) über die Zeit pulsierend einstellende Steuereinrichtung (23, 23a) vorgesehen ist.
  2. Feststoffbrenner (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (23, 23a) einen im Luft/Brennstoffgemisch konstant herangeführten Gehalt an Brennstoff (10) pulsierend an- und abreichert.
  3. Feststoffbrenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung an der Primärluftzufuhreinrichtung die Primärluftzufuhr pulsierend einstellt.
  4. Feststoffbrenner (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (23a) an der Brennstoffzufuhreinrichtung die Brennstoffzufuhr in die Primärluft pulsierend einstellt.
  5. Feststoffbrenner (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Frequenz (F) einer pulsierenden Einstellung des Gehalts an Brennstoff (10) größer gleich 0,5 Hz und kleiner gleich 1 Hz beträgt.
  6. Feststoffbrenner (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (23) aus einer an der Lanze (5) vorgesehenen, pulsierend Brennstoff (10) aus dem Luft/Brennstoffgemisch aufnehmenden und abgebenden Stauscheibe (21) gebildet ist.
  7. Feststoffbrenner (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (23a) aus der mit einer pulsierend mit Brennstoff (10) beschickten seelenlosen Schnecke (27) ausgestatteten Brennstoffzufuhreinrichtung gebildet ist.
  8. Feststoffbrenner (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass koaxial zu der zumindest einen Lanze (5) zumindest eine weitere Lanze (6, 7) zur Zufuhr eines Gasstroms vorgesehen ist und zumindest eine der Lanzen (5) pulsierend Brennstoff (10) in die Mündungsöffnung (2) einbringt.
  9. Feststoffbrenner (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Brennstoff (10) Kohle ist und bei verschiedenen Brennstoffen ein Brennstoff organischer Feststoff ist.
  10. Verfahren zum Betrieb eines Feststoffbrenners (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem Brennstoff (10) pulsierend mit einer Frequenz zwischen 0,5 Hz und 1 Hz in den Brennraum (3) dosiert wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Feststoffbrenner (1) ausschließlich während eines Teillastbetriebes pulsierend betrieben wird.
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