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Kombinierte Brennstaub-Ablaugenfeuerung Die Erfindung betrifft eine
kombinierte Brennstaub-Ablaugenfeuerung mit gemeinsamer Strahlungskammer.
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Die Verbrennung von Ablaugen der Zellstoffindustrie erfolgt, erstens,
um durch Verbrennen des Lignins nutzbare Wärme zu gewinnen, zweitens, um gewisse
giftige Beimengungen durch die Wärmeeinwirkung zu zerstören, drittens, um die Alkali-
oder Erdalkalisalze in einer Form wiederzugewinnen, welche eine Wiederverwendung,
insbesondere des Schwefels, im Fabrikationsprozeß ermöglicht.
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Eine bekannte Bauform dieser Feuerungsart ist die Tomlinsonfeuerung,
bei welcher die Lage quer durch den Feuerraum an die lotrechten, gekühlten Wände
der Brennkammer gespritzt wird, wo sie trocknet und nach Erreichen eines gewissen
Trocknungszustandes in Klumpen auf den Brennkammerboden fällt. In diese auf dem
Brennkammerboden liegende Masse wird Luft in solcher Menge eingeblasen, daß der
Kohlenstoff unter Luftmangel verbrennt, während durch die reduzierende Wirkung des
Kohlenstoffes und des Kohlenoxydes das Alkalisulfat oder -sulfit in das Sulfid übergeführt
wird, welches bei etwa 900° C schmilzt und daher flüssig anfällt und flüssig abgezogen
werden kann.
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Die aufsteigenden, stark CO-haltigen Verbrennungsgase werden mit unterhalb
oder oberhalb der Trocknungszone eingeblasener Luft vermischt und verbrennen dabei
vollständig. Bei sehr nasser Lauge, welche einen unteren Heizwert von etwa 1000
bis 1200 kcal/kg hat, reicht die Wärmeabgabe praktisch nicht aus, um die Verbrennung
aufrechtzuerhalten. Es ist bekannt, mit Hilfe einer Zusatzflamme die Gase aufzuheizen.
Dabei entstehen jedoch örtlich hohe Temperaturen, welche durch Strahlung oder Leitung
die Lauge so stark erhitzen, daß die Reduktion des Schwefels, insbesondere der in
der Flamme schwebenden Laugeteilchen, verhindert wird, und er als S02 mit den Rauchgasen
abzieht.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, eine Brennkammer der
Hilfsfeuerung so auszubilden und anzuordnen, daß ihre Feuergase in breitem Bande
oberhalb der Verbrennungszone der Laugenfeuerung hinwegstreichen, dabei durch Einstrahlung
die Temperatur in dieser Verbrennungszone erhöhen und sich mit den Verbrennungsgasen
der Laugenfeuerung mischen, um gemeinsam mit ihnen durch die Strahlungskammer abzuziehen.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Brennkammer
der Brennstaubfeuerung neben der Strahlungskammer und über der Verbrennungszone
der Laugenfeuerung mit Feuergasaustritt nach unten angeordnet ist.
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Sie ermöglicht es, die Flamme der Hilfsfeuerung in ihrer Brennkammer,
deren Wände mit Kühlrohren ausgekleidet sind, störungsfrei ausbrennen zu lassen
und so zu kühlen, daß sie beim Zusammentreffen mit der Flamme der Laugenfeuerung
nicht mehr die hohe Temperatur hat, welche die Sulfidbildung stört, jedoch noch
genügend Wärme, um die Laugenflamme in ihrer Trockenwirkung zu unterstützen. Wenn
die beiden Flammen oberhalb der Trocken- und Brennzone der Laugenfeuerung miteinander
vermischt werden, entfällt die unmittelbare chemische Einwirkung der Hilfsflamme
auf die Lauge, und es liegt über der Laugenfeuerung eine Flammenschicht annähernd
gleichmäßig, er Temperatur, welche die benötigte Wärmemenge auf den Brennkammerboden
abstrahlt.
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Wenn die Hilfsfeuerung mit Kohlenstaub betrieben wird, gelangt die
schwer schmelzbare Kohlenstaubasche auf den Brennkammerboden und sammelt sich dort
an, wodurch sie den Abfluß der Alkalisulfide stört. Es ist daher besser, die Hilfsfeuerung
mit einem Brennstoff zu betreiben, der keine oder nur wenig Asche enthält, etwa
mit Holzmehl oder Torfmehl. Stehen solche Brennstoffe nicht zur Verfügung, so kann
es vorteilhaft sein, die Hilfsfeuerung mit Brennern für die Verfeuerung von Öl oder
Gas auszurüsten. ' Zweckmäßig wird die Hilfsfeuerung neben der Strahlungskammer
mit absteigendem Zug so über der Brennkammer der Laugenfeuerung angeordnet, daß
die Summe ihrer waagerechten Querschnitte gleich dem der Brennkammer der Laugenfeuerung
ist. Dies ergibt eine raumsparende Anordnung mit guter Flammenmischung.
Die
Hilfsfeuerung kann, obwohl mit geringerer Leistung, praktisch mit gleichbleibender
Last betrieben werden, weil der Laugenanfall im allgemeinen gleichbleibend ist.
Aber auch, wenn die Belastung der Laugenfeuerung sich ändert, ist ein Nachregeln
der Hilfsfeuerung nicht erforderlich. Dagegen kann die Leistung der Hilfsfeuerung
in weitgehendem Maße der Dampfmenge angepaßt werden, welche von dem befeuerten Dampferzeuger
verlangt wird. Es kann auch in der Brennkammer der Hilfsfeuerung ein Dampfüberhitzer,
vorzugsweise als Strahlungs- oder als Schottenüberhitzer angeordnet werden, um eine
Dampftemperatur zu erzeugen, welche mit der Laugenflamme nicht erzielt werden könnte.
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Eine gemäß der Erfindung ausgebildete Feuerungsanlage ist in der Zeichnung
im lotrechten Symmetrieschnitt dargestellt.
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Die Brennkammer 1 ist mit einem schrägen Boden 2 versehen, über den
das flüssige Sulfid abfließt und durch eine Öffnung mit Rinne 3 abgezogen wird.
Die flüssige Ablauge wird mittels einer Düse 4 fächerförmig in die Brennkammer 1
eingespritzt, so, daß sie an den Seitenwänden und an der Rückwand der Brennkammer
kleben bleibt. Durch die Einstrahlung von den vorüberziehenden Verbrennungsgasen
trocknet sie zu schwammförmigen Gebilden, welche sich unter dem Einfluß ihres Eigengewichtes
ablösen und auf den Boden 2 fallen. Über diesem wird durch die Düsen 5 Verbrennungsluft
zugeführt, welche die auf dem Boden 2 lagernde Schicht trifft und verbrennt. Infolge
Luftmangels bildet sich neben CO, auch CO. Unter dem Einfluß des CO und des in den
schwammigen Brennstoffstücken vorhandenen amorphen Kohlenstoffes wird das in dem
Brennstoff enthaltene Alkalisulfit oder Sulfat zu Sulfid reduziert, das bei der
herrschenden, 900° C überschreitenden Temperatur schmilzt und unter dem Schutz der
Brennstoffschicht über den Boden 2 abläuft.
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Die Verbrennungsgase, die von dem Boden 2 aufsteigen, werden mit Hilfe
von Zusatzluft, welche durch die Düsen 6 eingeblasen wird, ausgebrannt und steigen
in der Strahlungskammer 7 nach oben. Vor dieser Strahlungskammer 7 ist, ebenfalls
über dem Grundriß der Brennkammer 1, die Brennkammer 8 angeordnet. Diese ist mit
Deckenbrennern 9 für Brennstaub und/oder Seitenwandbrennem 14 für Öl oder
Gas versehen. Die Räume 7 und 8 sind durch eine dichte Rohrwand 11 voneinander getrennt,
welche in ihrem unteren Teil zu einem Kühlrost 12 aufgelockert ist. Zwischen dessen
Rohren hindurch strömen die Feuergase aus der Brennkammer 8 in den oberen Teil der
Brennkammer 1, biegen um 180° um, wobei sie den ganzen waagerechten Querschnitt
erfüllen und sich mit den von der Brennkammer 1 aufsteigenden Feuergasen mischen
und strömen mit ihnen durch die Strahlungskammer 7 ab.
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Die Wände der beschriebenen Räume 1, 7 und 8 sind in bekannter Weise
aus Verdampferrohren des befeuerten Dampferzeugers gebildet oder mit solchen verkleidet.
In dem Raume 8 können auch überhitzerrohre, vorzugsweise als Strahlungs- oder Schottenheizfläche
ausgebildet, angeordnet sein. Durch stärkere oder geringere Brennstoff-Luft-Zuführung
zur Kammer 8 kann dann die Dampftemperatur beeinflußt werden. Das Feuergasgemisch
strömt aus der Kammer 7 zwischen den Rohren 13 hindurch in den waagerechten mit
Schottenüberhitzer-Heizflächen ausgestatteten Zug 14 und weiter in den nicht dargestellten
Berührungszug.