DE1751356A1 - Einrichtung zum Verbrennen von in fluessigen Medien enthaltenen oder feuchten feinkoernigen Substanzen - Google Patents

Description

L. ds C. Steinmauer GmbH 527 Summer sbach, den 14.5· 1968

Pa 6827 Go/Bl.

Patentanmeldung

"Einrichtung zum Verbrennen von in flüssigen Medien enthaltenen oder feuchten feinkörnigen Substanzen"

Zusatz zu Patent P 15 26 105.9 (vorher amtliches Aktenzeichen St 23 827 Ia/24 d)

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine 1 inrichtung zum Verbrennen von Rückständen oder feuchten Brennstoffen, also !,lischungen aus brennbaren und nichtbrennbaren, flüssigen oder festen feinkörnigen Substanzen, z. B. bei der ZeIlstoffher st ellung anfallender Lauge oder auch Kohleschlamm und stellt eine zweckmäßige Leiterbildung der Hauptanmeldung (Aktenzeichen üt 23 827 Ia/24 d, Jetzt aber P 15 26 105.9 ) dar.

In der liauptanmeldung wird vorgeschlagen, durch in der Kammerdecke angeordnete zur Vorderwand parallele Luftdüsenreihen, deren Mündungen schräg gegen die Vorder- und Rückwand gerichtet sind, stabile Rückzirkulationewirbel zu erzeugen und den zunächst reaktionsträgen Brennstoff von unten her in den aufwärts gerichteten Teil dieser Rüekzirkulationswirbel einzu du sen, damit

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'der Brennstoff zunächst getrocknet und vorgewärmt wird und dann erst mit der Verbrennungsluft in Berührung kommt· Die Länge dieser Kückzirkulationswirbel 1st für eine vollkommene Verbrennung wesentlich.Endeη diese Wirbel bereits vor den Zerstäuberdüsen, so werden feuchte Brennstoffteilchen vom abwärts gerichteten Rauchgasstrom mitgerissen und teilweise unver- ^ brannt aus der Brennkammer abgeführt, was insbe

sondere bei Wiederverwendung der entstehenden Laugenasche unerwünscht ist. Sind diese Wirbel dagegen erheblich langer, dann treten diese Schwierigkeiten nicht auf. Allerdings werden dann diese Düsen vom aufwärts gerichteten heißen Rückstrom umspült, was für die Lebensdauer dieser Düsen nachteilig sein kann.

aufgäbe der vorliegenden Erfindung ist es, eine * Einrichtung zu schaffen, in der die Abmessungen

des Feuerraums die Zusammensetzung und Menge der Brennstoffe und die Länge des Eückzirkulationswirbels so aufeinander abgestimmt sind, daß eine optimale Verbrennung erreicht wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindunjSgemäÜ vorgeschlagen, die Einstellwinkel der Luftdüsen an der Kammerdecke zu verändern· Durch Modellversuche wurde festgestellt, daß bei einem Winkel der Luftdiisen zur Vorder- bzw. Rückwand

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von 10° der Rückzirkulationswirbel eine Länge entsprechend dem einfachen Abstand von'Vorder- und Kückv/and hat. Bei einem Winkel von 25° beträgt diese Länge das 1,8-fache des Abstands. Zwischenwerte lassen sich durch lineare Interpolation gewinnen. Bei LinsteilwinkeIn unterhalb von 5° ist bereits ein Umschlagen der Strömung in eine unsymmetrische oder nicht stabile Form zu erwarten. Linstellwinkel von über 30° sind unpraktisch, weil dann der RückZirkulationswirbel schon wieder kurzer wird· Die angegebenen Verhältnisse und l.inkel gelten stieag nur für die in Eii-ur 3 und 4 skizierten Brennkanmerformen und für ein Verhältnis von Feuerraunquerschnitt zu Luftdüsenaustrittsquerschnitt von ca. 18. Bei sehr abweichender Form oder .querschnittsverhältnisse ist es sieber zweckmäßig, diese Werte durch einen Uodeliversuch zu kontrollieren.

Zur Verbesserung der Verbrennung bei bestehenden Konstruktionen v/ird weiterhin erfindungsgemäß vorgeschlagen, das Verhältnis von Feuerraumquerschnittsfläche zu Luftdüsenquerschnittsfläcne durch Verengen der Düsen und erhöben des Drucks zu vergrößern. Auch in diesem Fall wird die Länge des RückZirkulationswirbels vergrößert.

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Weiterhin wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Richtung der aus den Düsen an der Kammerdecke austretenden Verbrennungsluft und/oder den Austrittsquerschnitt dieser Düsen durch Leitelemente veränderbar zu gestalten, um bei Änderungen der Zusammensetzung und/oder der Menge des Brennstoffs, die Länge des RückZirkulationswirbels so einzustellen, daß eine optimale Verbrennung erreicht wird·

Die Figuren 1 bis 4 zeigen die schon aus der IlauptanriclduTig bekannten Strömungsbilder· Figur 1 zeigt eine Brennkammer 1 im zur Vorder- " wand 2 senkrechten Längsschnitt mit den Düsenreihen 3 und 4 in der Kammerdecke 5 fir die Zufuhr der Verbrennungluft und den durch die öffnungen 6 in der Vorderwand 2 eingeführten Zerstäuberdüsen 7· Die Anordnung der Düsen in der zur Vorderwand parallelen Längsebene ist aus

" Figur 2 ersichtlich.

Die parallel zu den Längswänden in die Brennkammer einmündenden Luftstrahlen flieiien gemäß dem Verlauf der eingezeichneten Stromlinien zu einer einzigen Strähne zusammen, die sich on die Vorderwand und an eine der beiden Seiten- j

wände 8 oder 9 anlegt· In dem von dieser Strähne nicht erfaßten Gebiet entsteht ein ausgedehnter Kückzirlculationsuirbel mit einem vorzugsweise {

an der h "ckwarid 1ü aufwärtsgericl-teten Ii üc lest rom· '

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In dieser unsymmetrischen Strömung sind die Anfangsbedingungen für den Reaktionsab lauf des in den Rückstrom bzw. in die luft strähne eingedüsten Brennstoffe extrem unterschiedlich. Dabei brennt der unmittelbar in die Luftsträhne gelangende Brennstoff wegen der verzögerten Zündung auch bei überhöhtem Luftüberschuß nicht vollständig oder erst in unzulässig großer !Entfernung stromabwärts der Brennkammer aus.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der Hauptanmeldung sind die aus den Düsenreihen 3 und 4- austretenden luft strahlen nach Figur 3 gegen die Rückwand 1ü bzv/. gegen die Vorderwand 2 gerichtet. Dabei entsteht die dargestellte symmetrische otrömungsforra mit dem mittleren, dem eingedüsten Brennstoff mitführenden Rückstrom, der im oberen Teil der Brennkammer in die an den Wänden abwärts fließenden Teilströme der Verbrennungsluft einbezogen wird· Außerdem hat die Schräglage der Luftd'isen zur Folge, daß sich die Einzelstrahlen an den Wänden in der zur Zwischen ebene senkrechten Richtung ausbreiten und dadurch ' zu einem über die wandbreite gleichmäßig verteilten Strom zusammenfließe». Dabei unterbleibt die l)ei wandparallelera Zustrom gemäß Fi^-ur 2 auftretende Linschnürung der von einer seitenwand abgelösten Abwärtsströraung.

Figur 4 zeigt eine Anordnung mit nur einer gegen die Rückwand 10 gerichteten Düsenreihe 3. Der Brennstoff wird hierbei in das an die Vorderhand angrenzende Rückstromgebiet eingedüst· Die Schräglage der Decke begünstigt den Rückstrom in der äuiieren zum Llündungsbereich der Luftdüsen führenden Zone.

Figur 5 zeigt eine Anordnung mit einem zu kurzem Rückzirkulationswirbel·

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Claims (1)

1. Ansprüche

   1.) I inrichtung zum Verbrennen von Rückständen oder feuchten Brennstoffen in einer Brennkammer von rechteckigem querschnitt und prismatischen Längsschnitt, in der Luft und Brennstoff im Gegenstrom geführt werden, wobei in "der Kammerdecke zwei oder mehrere zur Vorderwand parallele Luftdüsenreihen beiderseits der mittleren Längsebene angeordnet sind, deren Mündungen schräg gegen Vorder- und Rückwand gerichtet sind und einen doppelten Rückzirkulationsv/irbel erzeugen, an dessen unterem Lnde der Brennstoff durch die durch Vorder- oder jeitenwand eingeführten Zerstäuberdüsen eingedüst wird, die annähernd auf der Mitte zwischen Vorder- und Rückwand münden und senkrecht nach oben gerichtet sind, nach Patent P 15 26 105.9 (amtliches Aktenzeichen früher: St 23 827 Ia/24 d), dadurch gekennzeichnet , daß der Winkel der Luft düsen zur Vorder- bzw. Rückwand 5-30° beträgt und die Länge des doppelten Rickzirkulationswirbels mit diesem Winkel veränderbar ist·

   BAD ORtGiNAU

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   2.) Einrichtung nach Anspruch 1, wobei In der Kammer decke eine oder mehrere Düsenreihen angebracht sind, deren Mündungen nur schräg gegen die Rückwand gerichtet sind und einen einfachen Rückzirkulationswirbel erzeugen und wobei an der unteren Vorder- oder Seitenwand Düsen zur Eindüeung des Brennstoffs eingeführt sind, die nahe der Vor der wand und parallel dazu nach oben gerichtet sind, dadurch gekenn- ^ zeichnet,' daß der Winkel der Luft du sen

   zur Rückwand 5 - 30° beträgt und die Län^e des entstehenden einfachen Rückzirkulationewirbels mit diesem Winkel veränderbar ist.

   3·) Linrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Länge des Ruckzirkulationswirbels durch Vergrößern oder Verkleinern des Verhältnisses von Feuerraumquerschnittsflache zu Luftdüsenquer schnitt sf Iac he vergrößert oder verkleinert wird«

   4.) einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet» daß die Richtung der aus den Dieen an der Kammer· decke austretenden Verbrennungeluft und/oder der Austrittsquerschnitt dieser Düsen durch Leitelemente verstellbar ist·

   SAD OPHGINAU

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