DE1107876B

DE1107876B - Verfahren zum wirtschaftlichen Verbrennen von schwer verbrennlichen, staubfoermigen Brennstoffen

Info

Publication number: DE1107876B
Application number: DEST9219A
Authority: DE
Original assignee: L&C Steinmueller GmbH
Current assignee: Hitachi Zosen Inova Steinmueller GmbH
Priority date: 1954-12-23
Filing date: 1954-12-23
Publication date: 1961-05-31

Description

Verfahren zum wirtschaftlichen Verbrennen von schwer verbrennlichen, staubförmigen Brennstoffen Die Verbrennung von reaktionsträgen, insbesondere gasarmen Brennstoffen macht besonders bei hohen Aschegehalten Schwierigkeiten. Dies ist in erster Linie auf ihren hohen Zündpunkt zurückzuführen, aber auch die Art des Kohlenstoffs und seine Oberflächenbeschaffenheit kann sich erschwerend auswirken, insbesondere dann, wenn die auflockernde Wirkung eines Entgasungsprozesses nur gering ist.
Um eine schnelle Zündung sicherzustellen, müssen Brennstoffstaub und Verbrennungsluft bis in die Nähe des Zündpunktes des Brennstoffs erhitzt werden. Das Vorwärmen des Brennstoffs bis zur Zündtemperatur erfolgt bei den üblichen Brennstoffen weitgehend nacheinander in der Zuleitung zum Brenner, im Brenner selbst und im Feuerraum. Bei reaktionsträgen Brennstoffen sind diese Maßnahmen jedoch ungenügend, führen zu Zündverzögerungen und gestatten es nicht, die Verbrennung auch bei starken Lastschwankungen in befriedigender Weise aufrechtzuerhalten. Es ist daher erwünscht, daß der Brennstoffstaub schon vor seinem Eintritt in die Brenner bereits eine Temperatur in der Nähe des Zündpunktes hat.
Das Vorwärmen des Staubes bis zur Zündtemperatur lediglich durch die Trägerluft oder das Trägergas zum Einblasen in die Feuerung scheitert gewöhnlich an der geringen zur Verfügung stehenden Zeit sowie an den extrem hohen Temperaturen oder eines übermäßigen Gewichtsanteils des Trägergases, die für eine hinreichende Aufwärmung des Staubes nötig wären.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zu finden, welches es ermöglicht, die Vorwärmung des reaktionsträgen Brennstoffs bis zu der gewünschten Höhe durchzuführen, ohne daß dafür Luft- oder Gastemperaturen notwendig werden, die über das übliche Maß hinausgehen und besondere Werkstoffanforderungen stellen.
Nach der Erfindung wird der reaktionsträge Staub vor dem Eintritt in die Brenner in besonderen Vorwärmeinrichtungen in mehreren Stufen erwärmt, wobei nach jeder Stufe der Brennstoffstaub jeweils ganz oder teilweise von dem durch seine Aufwärmung abgekühlten Vorwärmmedium getrennt wird. Bei Hintereinanderschaltung mehrerer Abscheider besteht der Letztabscheider vorzugsweise aus einem oder mehreren Zyklonen.
Unter Brennstoffstaub ist hier nicht nur der in der Mühle gemahlene und getrocknete reaktionsträge Kohlenstaub zu verstehen, sondern auch Flugkoks, der entweder für sich allein oder gemischt mit anderem Brennstoffstaub den Vorwärmeinrichtungen zugeführt werden kann. Als Wärmeträger können Abgase des mit dem Brennstoffstaub befeuerten Dampferzeugers oder vorgewärmte Luft benutzt werden, welche den Staub in die Aufwärmvorrichtung blasen. Die Vorrichtung selbst wird zweckmäßig als stehender Behälter, insbesondere Zylinder ausgebildet, wobei Trägergas und Brennstoff bei noch backfähigen Brennstoffen in Achsrichtung zentral eingeblasen werden. Bei nichtbackenden Brennstoffen kann der Brennstoff tangential an einem Ende des Behälters eingeblasen werden, so daß er auf einem schraubenfähigen Weg die Vorwärmeeinrichtung durchströmt, wobei die Bewegung in ihrer Hauptrichtung entweder von oben nach unten oder umgekehrt verläuft.
In die Vorwärmeinrichtungen kann zusätzlich zu dem hochtemperierten Gas, welches den Brennstoff hineinträgt, an mehreren Stellen noch weiteres hochtemperiertes Gas entsprechend dem Abfallen der Primärgastemperatur zugegeben werden. Dies geschieht zweckmäßig tangential, und zwar je nach den Eigenschaften des vorzuwärmenden Brennstoffs durch Einlaßöffnungen, welche in verschiedenen Ebenen übereinander und gegebenenfalls an mehreren über den Umfang verteilten Stellen angeordnet sind. Ferner besteht die Möglichkeit, die Temperaturen der in den verschiedenen Ebenen zugeführten Vorwärmmittel verschieden hoch zu wählen, so daß die Temperatur des vorzuwärmenden Brennstoffs auf seinem Weg durch die Vorwärmeinrichtung möglichst gleichmäßig gesteigert wird.
Reichen die im Luftvorwärmer des Dampferzeugers erzielten Temperaturen oder die Temperatur des Abgases nicht aus, um das gewählte gasförmige Mittel zur Vorwärmung geeignet zu machen, so kann das Vorwärmmedium vor seinem Eintritt in die Vorwärmeinrichtung auf höhere Temperaturen nacherhitzt werden. Zu diesem Zweck wird Wärme aus dem Dampferzeuger selbst verwendet werden können, die entweder durch die Rauchgase auf das Vor= wärmmittel übertragen oder mit Hilfe von im Kreislauf fließenden hochsiedenden Stoffen vor oder in der Vorwärmeinrichtung an das Medium abgegeben werden. Bei einem sauerstoffhaltigen Vorwärmmittel besteht weiterhin die Möglichkeit, die Nacherhitzung durch innere Verbrennung vorzunehmen. Dies kann sowohl vor der Vorwärmeinrichtung als auch innerhalb derselben erfolgen.
Die nach Abgabe ihrer Wärme aus dem Gemisch abgeschiedenen Vorwärmmittel können als Trocknungs- oder Trägermittel der Mahlanlage zugeleitet und/oder nach Abgabe ihrer Wärme in besonderen Wärmetauschern (Verdampfer, Eco, Lufterhitzer usw.) über ein Feinfilter ins Freie geleitet werden. Der im Feinfilter ausgeschiedene Brennstoffstaub kann den Brennern zugeführt werden.
Wird als Vorwärmmittel Luft verwendet, so kann sie nach der letzten Abscheidung des Brennstoffstaubes ganz oder teilweise dem Luftvorwärmer des Kessels wieder zugeleitet oder auch direkt den Brennern zugegeben werden.
Um Wärmeverluste sowohl beim Nacherhitzen der Vorwärmmittel als auch bei der Weiterleitung der vorgewärmten Brennstoffe zu den Brennern zu vermeiden, werden die Vorwärmeinrichtungen, mindestens aber ihre letzte Stufe, zweckmäßig in der Nähe der Brenner angeordnet.
Besondere Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß Rauchgase mit normaler Temperatur zur Anwendung kommen, so daß keine besonderen Vorwärmeinrichtungen erforderlich sind. Dadurch werden über das übliche Maß hinausgehende Werkstoffanforderungen vermieden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur wirtschaftlichen Verbrennung von reaktionsträgen, insbesondere gasarmen staubförmigen Brennstoffen mit Vorwärmen des Brennstoffstaubes vor dessen Eintritt in den Brenner auf bzw. über den Zündpunkt des Staubes. dadurch gekennzeichnet, daß das Vorwärmen in mehreren Stufen erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorwärmmittel nach Abgabe ihrer Wärme ganz oder teilweise mechanisch von dem Brennstoffstaub geschieden werden, wobei bei Hintereinanderschaltung mehrerer Abscheider der Letztabscheider vorzugsweise aus einem oder mehreren Zyklonen besteht.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgewärmte Brennstoffstaub den Brennern zusammen mit dem letzten Vorwärmmittel zugeführt wird, wobei zumindest ein Teil der Vorwärmeinrichtungen in der Nähe der Brenner angeordnet ist.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei backendem Brennstoff die Strömung in der Vorwärmeinrichtung geradlinig ist.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei nichtbackendem Brennstoff in der Vorwärmeinrichtung eine Drallströmung erzeugt wird.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptströmungsrichtung des Brennstoffstaubes in der Vorwärmeinrichtung entweder von oben nach unten oder von unten nach oben verläuft.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mit zunehmender Abkühlung des zuerst in die Vorwärmeinrichtung eingeführten Heizgases weitere heiße Gasströme der Vorwärmeinrichtung zugeführt werden. B.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Nacherhitzen der Vorwärmmittel durch Feuergase oder mittels Wärmeaustausches über hochsiedende Stoffe vor oder in der Vorwärmeinrichtung erfolgt.
9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Nacherhitzen der Vorwärmmittel oder eines Teils derselben durch innere Verbrennung vor der Vorwärmeinrichtung erfolgt.
10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorwärmmittel nach Durchlaufen der Vorwärmeinrichtungen und Abscheidung des Brennstoffstaubes ganz oder teilweise zu den Mahleinrichtungen für die Aufbereitung des Bremistoffstaubes geleitet werden. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 393 345, 433 365, 464 473, 574 270, 576 469, 650 885, 879 449, 881715; österreichische Patentschriften Nr.105700,147564; britische Patentschriften Nr. 264 563, 707 624; USA.-Patentschriften Nr. 553 696, 746 265, 1021 144, 1149 734.