DE1143292B

DE1143292B - Verfahren zum Verfeuern von Kohlen mit hohem Anteil an fluechtigen Bestandteilen in einer Zyklonschmelzfeuerung

Info

Publication number: DE1143292B
Application number: DED14389A
Authority: DE
Inventors: Hermann Hennecke
Original assignee: Deutsche Babcock and Wilcox Dampfkesselwerke AG
Current assignee: Deutsche Babcock and Wilcox Dampfkesselwerke AG
Priority date: 1953-02-20
Filing date: 1953-02-20
Publication date: 1963-02-07

Description

Verfahren zum Verfeuern von Kohlen mit hohem Anteil an flüchtigen Bestandteilen in einer Zyklonschmelzfeuerung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verfeuern von Kohlen mit hohem Anteil an flüchtigen Bestandteilen in einer Zyklonschmelzfeuerung und besteht darin, daß der Kohle die flüchtigen Bestandteile durch Schwelung oder Teilentgasung in an sich bekannter Weise entzogen werden und daß der Koks und das Gas voneinander getrennt annähernd tangential in die Muffel eingeführt werden, derart, daß der Gasstrom der Muffelwand am nächsten liegt und von dem Koksluftstrom durch den Zweitluftstrom getrennt ist.
Bei der Verfeuerung von Kohlen mit hohem Gehalt an flüchtigen Bestandteilen, wie Braunkohlen, Gas-und Gasflammkohlen, in hochbelasteten Feuerräumen tritt die Erscheinung auf, daß der Koks im Feuerraum verbrennt, die flüchtigen Bestandteile dagegen eine lange Flamme erzeugen, welche weit in den Strahlungsraum und sogar bis in die Berührungsheizflächen des befeuerten Dampferzeugers reicht. Eine solche Verbrennung bewirkt eine Temperaturverringerung in der Brennkammer, welche besonders im Schmelzkammerbetrieb zur Unterschreitung der Schlackenschmelztemperatur führen kann, während die Temperatur im Strahlungsraume steigt und die Verschlackung der Berührungsheizflächen begünstigt. Bei der bekannten Zyklonfeuerung kann sich diese Verlagerung der Verbrennung derart auswirken, daß in der Muffel nur die Hälfte der verfügbaren Wärme frei gemacht wird. Da jedoch die gesamte Verbrennungsluft in die Muffel eingeführt wird, muß in ihr die Temperatur sehr stark absinken, wodurch die Schmelztemperatur der Schlacke unterschritten wird. Aus diesem Grunde ist die Zyklonfeuerung entgegen der ursprünglichen Erwartung für die Verbrennung gasarmer fester Brennstoffe besser geeignet als für die Verbrennung gasreicher. Die beschriebene Erscheinung ist bei der Zyklonfeuerung schwer zu beheben, denn die Ströme von Schwelgas und Luft unterliegen der Fliehkraft ungefähr im gleichen Maße und haben bei der hohen Temperatur infolge der hohen Zähigkeit wenig Neigung, sich miteinander zu mischen.
Um diese Schwierigkeiten zu beheben, wird gemäß der Erfindung die Kohle vor der Einführung in die Muffel in an sich bekannter Weise einem Prozeß der Schwelung oder Teilentgasung unterworfen und die Endprodukte, Koks und Brenngas, voneinander getrennt in die Muffel eingeführt. Als günstigste Art der Einführung kann die tangentiale gelten, bei welcher die Zweitluft, also etwa 8011/o der Verbrennungsluftmenge, aus einer Reihe längs einer Zylindererzeugenden der Muffel nebeneinanderliegenden Düsen tangential in die Muffel eingeführt werden und der Koks mit der restlichen Luft als Trägerluft ebenfalls annähernd tangential und gleichströmend mit der Zweitluft, jedoch mit einem kleineren Tangentenkreis der Düsenachse, so daß der Zylinder des Kokosluftstromes von dem der Zweitluft umhüllt wird. Da der Koks der Fliehkraftwirkung der mit hoher Winkelgeschwindigkeit vor sich gehenden Strömung stärker ausgesetzt ist als die Gase, wird er sich quer zum Gasstrom zur Muffelwand bewegen und in dem vorbeistreichenden Luftstrom verbrennen.
Gemäß der Erfindung soll der Strom der Schwelgase in ähnlicher Weise wie der der Zweitluft, jedoch zwischen ihm und der Muffelwand annähernd tangential und mit gleicher Strömungsrichtung, in die Muffel eingeführt werden. Er wird daher von dem Zweitluftstrom völlig überdeckt und muß, um abströmen zu können, den Strom der Zweitluft in Einzelströmen durchdringen und wird bereits in der Muffel vollständig verbrennen.
Es ist bekannt, Kohle in an sich bekannter Weise zu entgasen oder zu schwelen und den Koks in einer Zyklonfeuerung zu verbrennen, während das erzeugte Brenngas als Normgas dem öffentlichen Versorgungsnetz zugeführt wird.
Es ist ferner bekannt, Kohle auf einem Wanderrost zu schwelen und das Schwelgas als Brenngas in den Feuerraum der Wanderrostfeuerung einzuführen. Da die Feuerräume von Rostfeuerungen im Verhältnis zur Zyklonfeuerung nur gering belastet sind, besteht keine Schwierigkeit, das Gas in ihnen vollständig zu verbrennen. Eine Anordnung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in der Abbildung schematisch dargestellt. Aus dem Bunker 1 wird die vorzerkleinerte und vorgetrocknete Kohle mittels eines druckdichten Zuteilers 2 abgezogen und in den doppelwandigen Behälter 3 eingeworfen. Dieser Behälter ist kreiszylindrisch mit lotrechter Achse und einem kegeligen Boden. Der den Zylinder und die Decke umgebende Hohlraum 13 wird von Feuergasen durchströmt, welche aus dem die Zyklonmuffel 14 verlassenden Feuergasstrom in bekannter Weise entnommen werden. Sie werden nach Durchströmen des Hohlmantels in einen Abgaszug des von der Zyklonfeuerung beheizten Dampferzeugers abgeleitet. Die Wände 4 des Behälters 3 bestehen aus zunderbeständigem Stahl. Der Hohlraum 6 des Trichters ist von dem des Zylinders abgetrennt und wird von Verbrennungsluft der Zyklonfeuerung durchströmt.
Unter dem Einfluß der hohen Wandtemperatur wird die den Innenraum des Behälters 3 durchwandernde Kohle geschwelt. Der Koks wird aus dem Trichter mittels eines Zuteilers 7 in eine Rohrleitung 8 aufgegeben, durch welche Luft strömt und ihn zur Muffel 14 befördert. Das entstandene Schwelgas strömt unter dem Einfluß des in dem Behälter 3 durch die Gasbildung entstandenen überdruckes durch die mit einer Absperr- und Drosselvorrichtung versehene Rohrleitung 5 zur Muffel 14.
Die Anordnung ist so getroffen, daß das Schwelgas durch eine oder mehrere längs einer Zylindererzeugenden der Muffel 14 nebeneinander angeordnete Düsen 12 tangential in die Muffel 14 einströmt. Durch die im Drallsinne davorliegenden Düsen 10 strömt parallel dazu aus dem Raum 6 durch die Leitung 9 kommende heiße Zweitluft in die Muffel 14 ein. Da diese Luftmenge bedeutend größer ist als die Schwelgasmenge, ist die Zahl der Düsen oder ihre Größe entsprechend zu bemessen. Sie werden daher annähernd die ganze zylindrische Länge der Muffel 14 einnehmen. Durch die Düsen 11, welche ähnlich ausgebildet und angeordnet sind wie die Düsen 12, jedoch im Drallsinne vor den Düsen 10 liegen, wird das in der Leitung 8 ankommende Koks-Luft-Gemisch in die Muffel eingeführt. Die Düsen 11 sind vorzugsweise näher der der Feuergas-Austrittsöffnung gegenüberliegenden Stirnwand der Muffel angeordnet, damit der Koks an der Muffelwand einen langen Brennweg zurückzulegen hat.
Zur Inbetriebsetzung der Anlage wird der erzeugte Koks in dem Behälter 3 so lange aufgespeichert, bis mit Hilfe des erzeugten Brenngases die Zyklonmuffel 14 auf die Verbrennungstemperatur vorgewärmt ist.

Claims

PATENTANSPROCHE: 1. Verfahren zum Verfeuern von Kohlen mit hohem Anteil an flüchtigen Bestandteilen in einer Zyklonschmelzfeuerung, dadurch gekennzeichnet, daß der Kohle die flüchtigen Bestandteile durch Schwelung oder Teilentgasung in an sich bekannter Weise entzogen werden und daß der Koks und das Gas voneinander getrennt annähernd tangential in die Zyklonmuffel eingeführt werden, derart, daß der Schwelgasstrom der Muffelwand am nächsten liegt und von dem Koksluftstrom durch den Zweitluftstrom getrennt ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein Teil des erzeugten Schwelgases in die Zyklonmuffel eingeführt wird.
3. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen rohr- oder trichterförmigen Behälter (3) mit durch Feuergase der Koksfeuerung beheiztem Doppelmantel (13), einem durch die Verbrennungsluft der Zyklonmuffel (14) gekühlten Doppelmanteltrichter (6), eine Kohlenaufgabe (2), eine Koks-Abzug- und Zuteilvorrichtung (7) am unteren Ende des Trichters und eine Gasableitung (5) am oberen Ende des Behälters (3).
4. Verfahren zur Inbetriebnahme einer Feuerung nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Koks in dem Behälter (3) so lange aufgespeichert wird, bis mit Hilfe des erzeugten Gases die Zyklonmufel (14) auf die Verbrennungstemperatur vorgewärmt ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 720 818; schweizerische Patentschrift Nr. 113 125; Zeitschrift GWF, 1952, S. 547; G u n z : Theorie und Berechnung der Kohlenstaubfeuerungen, S. 34 ff., Springer-Verlag Berlin, 1939.