DE19525106C1 - Feuerungsanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Feuerungsanlage für festes Brenngut insbesondere für organische Festbrennstoffe, wie z. B. Holz, Holzabfall, Rinde, Bio-Abfälle, Abfälle aus der Produktion von Spanplatten od. dgl., mit einem das Brenngut fortlaufend umschichtenden und durch verschiede­ ne Zonen - z. B. Trocken-, Brenn- und Ausbrennzone - eines Primärbereiches eines Feuerungsraumes führenden Vor­ schubrost mit steuerbarer Unterwindzufuhr, einem über dem Primärbereich im Feuerungsraum angeordneten Sekundärbe­ reich des Feuerungsraumes mit zusätzlicher Luftzufuhr und einem über dem Sekundärbereich angeordneten Ausgang des Feuerungsraumes.

Derartige Feuerungsanlagen sind grundsätzlich bekannt, vgl. z. B. die DE-AS 23 59 730 sowie die DE 44 26 357 A1. Die in diesen Druckschriften beschriebenen Anlagen sind insbesondere für die Verbrennung von Müll bzw. Abfällen vorgesehen.

Jedoch kann in in derartigen bzw. ähnlichen Anlagen auch anderes Brenngut verwertet werden. Beispielsweise können Holzspäne thermisch verwertet werden, wie sie in der holzverarbeitenden Industrie in großem Umfange anfallen. Der Vorschubrost kann als treppenartig angeordnete feste und bewegte Roststabreihen besitzen, um eine besonders wirksame Umschichtung des Brenngut es sowie eine optimale Schürwirkung zu erreichen. Darüber hinaus kann ein sol­ cher Rost in den einzelnen Rostsektionen mit variabler Transportgeschwindigkeit arbeiten, um die Verweildauer des Brenngutes in den verschiedenen Zonen des Primärbe­ reiches des Feuerungsraumes den jeweiligen Bedürfnissen bzw. Brenngutqualitäten anzupassen.

Um schadstoffarme Abgase zu gewährleisten, kann nach der DE-AS 23 59 730 eine Zyklonbrennkammer vorgesehen sein. Nach der DE 44 26 357 A1 ist im Rauchabzug eine drehbare Düsenwalze angeordnet.

Trotz der schadstoffarmen Abgase bleibt jedoch eine wei­ tere Verminderung des Schadstoffanteiles erwünscht.

Deshalb ist es Aufgabe der Erfindung, Feuerungsanlagen der eingangs angegebenen Art hinsichtlich Schadstoffarmut zu optimieren.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Ausgang des Feuerungsraumes von unten her, vorzugs­ weise im wesentlichen radial, in einen unteren Bereich eines als Wirbelkammer ausgebildeten Nachverbrennungs­ raumes mit zu einer Horizontalebene geneigter Längs­ achse und am oberen Ende der Längsachse angeordnetem Ausgang einmündet.

Durch die Schräganordnung des Nachverbrennungsraumes wird die vertikale Bewegungskomponente der Strömung der Verbrennungsgase im Vergleich zur mittleren Strömungs­ geschwindigkeit in Richtung der Längsachse des Nachver­ brennungsraumes deutlich vermindert, mit der Folge, daß die mittlere Sinkgeschwindigkeit mitgerissener Brenngut­ partikel relativ zu den Verbrennungsgasen größer wird als deren mittlere Strömungsgeschwindigkeit in Vertikalrich­ tung. Soweit dann die Brenngutpartikel vor einer voll­ ständigen Verbrennung auf die schrägen Wände des Nachverbrennungsraumes fallen, können sie aufgrund der Schräganordnung wie auf einer Rutsche zum Ausgang des Sekundärbereiches des Feuerungsraumes zurückgleiten, wo sie von der Strömung der Verbrennungsgase erneut erfaßt und dem im Nachverbrennungsraum ständig aufrechter­ haltenen turbulenten Wirbel der Verbrennungsgase wieder zugeführt werden.

Insgesamt werden damit für schwer brennbare Restpartikel des Brennstoffes extrem lange Verweilzeiten im Nachver­ brennungsraum erreicht, so daß im Ergebnis mit einem vollständigen Ausbrand bzw. mit vollständiger Vergasung gerechnet werden kann.

Durch die somit praktisch staubfreien Verbrennungsabgase wird der weitere Vorteil erzielt, daß die dem Nachver­ brennungsraum nachgeschalteten Wärmeaustauscher, die zur Nutzung der Wärme der Verbrennungsgase dienen, nur leicht verschmutzen können und damit mit hohem Wirkungsgrad arbeiten.

Im übrigen wird hinsichtlich vorteilhafter Merkmale der Erfindung auf die Ansprüche sowie die nachfolgende Er­ läuterung der Zeichnung verwiesen, anhand der besonders bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben werden.

Dabei zeigt die einzige Figur eine schematisierte Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Großfeuerungs­ anlage.

Der in der Zeichnung dargestellte Feuerungsteil einer Kesselanlage besitzt unter anderem eine Brennstoffauf­ gabe 1 sowie einen Fallschacht 2 mit hydraulisch be­ tätigten Klappen 3, so daß Brenngut auf einen treppen­ artigen Vorschubrost 4 geleitet werden kann, welcher vom Fallschacht 2 in Abwärtsrichtung führt und die Unterseite eines Feuerungsraumes 5 bildet. Von unten her kann der Rost gesteuert mit Unterwind beaufschlagt werden, wobei eine zonenweise Unterwindregelung möglich ist, um dem Brenngut die jeweils benötigte bzw. gewünschte Menge von Verbrennungsluft zuzuführen. Durch ein hydraulisch betätigtes Rahmensystem lassen sich die Rohrstäbe vor- und zurückschieben, um das Brenngut unter Umschichtung in Richtung des unteren Endes des Vorschubrostes 4 zu transportieren. Auf diese Weise wird das Brenngut durch eine an den Fallschacht an­ schließende Trockenzone sowie durch eine Brennzone zu einer Ausbrennzone am unteren Ende des Vorschub­ rostes 4 verlagert, wo dann die unverbrennbaren Schlacken auf eine Naßförderstrecke 7 geworfen werden, der auch durch den Vorschubrost 4 nach unten fallende Asche zugefördert wird. Gegebenenfalls kann dieser Rostdurch­ fall auch pneumatisch dem Feuerraum zugeführt werden.

Der Feuerungsraum 5 erstreckt von einem Primärbereich oberhalb des Vorschubrostes 4 über einen Sekundärbe­ reich, in den durch gesonderte Lufteinlässe 8 zusätzliche Verbrennungsluft eingeblasen wird, zu einem Ausgang 9, der von unten her, im wesentlichen radial, in den unteren Bereich einer mit schräger Längsachse angeordneten Nach­ verbrennungskammer 10 mündet. Diese Nachverbrennungs­ kammer 10 besitzt einen im wesentlichen zylindrischen Innenraum, an dessen oberem Stirnende eine zu einem Heizkessel (nicht dargestellt) führende Ausgangs­ leitung 11 anschließt.

Am unteren, im wesentlichen geschlossenen Stirnende der Nachverbrennungskammer 10 ist ein durch Elektro­ motor 12 angetriebenes Gebläseaggregat 13 angeordnet, mit dem sich innerhalb der Nachverbrennungskammer 10 eine um deren Längsachse rotierende turbulente Wirbel­ strömung erzeugen läßt. Bei dem Gebläseaggregat 13 kann es sich um ein vom Elektromotor 12 angetriebenes Gebläse- oder Schaufelrad handeln, wobei die Schaufel­ elemente durch Glieder von Kettenteilen gebildet sein können, die mit jeweils einem Ende an einer vom Elektro­ motor 12 langetriebenen Nabe gehaltert sind und deren freie Enden beim Umlauf der Nabe durch Zentrifugalkräfte nach radial auswärts gespannt werden. Auf der der Nachverbrennungskammer 10 zugewandten Seite des Gebläse­ aggregagtes 13 kann ein Hitzeschild 14 angeordnet sein, um das Gebläseaggregat 13 vor unmittelbarer Wärmestrah­ lung aus der Nachverbrennungskammer 10 zu schützen.

Im Bereich des Gebläseaggregates 13 mündet eine steuer­ bare Luftzuführung 15 in den Nachverbrennungsraum 10, um einerseits zusätzliche Verbrennungsluft zuzuführen und andererseits diese Luft mit den Verbrennungsgasen in der Kammer 10 schnell vermischen zu können.

Der Ausgang 16 der Kammer 10 besitzt einen gegenüber der Kammer 10 deutlich verminderten Querschnitt, so daß die vom Gebläseaggregat 13 erzeugte Wirbelströmung nur im Bereich ihres der Kammerlängsachse benachbarten Zentrums eine größere Bewegungskomponente in Ausgangsrichtung aufweist.

Aufgrund der Wirbelströmung werden von den Verbrennungs­ gasen mitgeschleppte Partikel im Nachverbrennungsraum 10 von dessen Mittelachse weitestgehend ferngehalten und in wandnahe Bereiche verfrachtet. Damit können diese Par­ tikel praktisch nicht zum Ausgang 16 des Nachverbren­ nungsraumes 10 gelangen. Ähnliches gilt auch für Par­ tikel im Bereich der Mittelachse des Nachverbrennungs­ raumes 10. Aufgrund der Schräganordnung dieses Raumes 10 ist die Vertikalkomponente der Gasströmung in diesem Bereich relativ klein, so daß die Partikel nach unten in den Bereich der Wirbelströmung sinken können.

Sollten die Partikel auf die Innenwand des Raumes 10 auftreffen, werden sie zumindest teilweise abwärts zum Ausgang 9 des Feuerungsraumes 5 rutschen und gegebenenfalls erneut in den Raum 10 getragen, bis sie vollständig vergast worden sind. Auch wenn diese Partikel an der Innenwand des Raumes 10 haften bleiben, kann nach einiger Zeit mit einer vollständigen Vergasung gerechnet werden.

Soweit die Partikel aus völlig ausgebrannter und nicht vergasbarer Asche bestehen, können sie zwar im Lauf der Zeit einen Belag an der Innenwand des Raumes 10 bilden. Dieser Belag muß dann bei Inspektionen der Anlage entfernt werden. Jedoch können diese Flugasche-Partikel aufgrund der Wirbelströmung im Nachverbrennungsraum 10 bzw. aufgrund seiner Schräganordnung nur zu einem ganz geringen Anteil in die Ausgangsleitung 11 gelangen und damit den nachgeschalteten Wärmetauscher verschmutzen.

Insgesamt ergibt sich für die Partikel eine sehr lange Verweilzeit im Raum 10, so daß mit einer voll­ ständigen Nachverbrennung gerechnet werden kann bzw. der Nachverbrennungsraum 10 nach Art einer der Ausgangs­ leitung vorgeschalteten Partikelsperre wirkt.

Claims (4)

1. Feuerungsanlage für festes Brenngut, insbesondere für organische Festbrennstoffe, wie z. B. Holz, Holz­ abfall, Rinde, Bio-Abfälle, Abfälle aus der Produktion von Spanplatten u. dgl., mit einem das Brenngut fort­ laufend umschichtenden und durch verschiedene Zonen - z. B. Trocken-, Brenn- und Ausbrennzone - eines Primärbereiches eines Feuerungsraumes führenden Vorschubrost, einem über dem Primärbereich im Feuerungsraum angeordneten Sekundärbereich des Feuerungsraumes mit zusätzlicher Luftzufuhr und einem über dem Sekundärbereich angeordneten Ausgang des Feuerungsraumes, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang (9) des Feuerungsraumes (5) von unten her in einen unteren Bereich eines als Wirbel­ kammer ausgebildeten Nachverbrennungsraumes (10) mit zu einer Horizontalebene geneigter Längsachse und am oberen Ende der Längsachse angeordnetem Ausgang (11) einmündet.

2. Feuerungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang (9) des Feuerungsraumes (5) schräg zur Längsachse des Nachverbrennungsraumes (10) ange­ ordnet ist.

3. Feuerungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Nachverbrennungsraum (10) mit einem die Verbrennungsgase zu einer wirbelartig um die Längsachse des Nachverbrennungsraumes rotierenden turbulenten Strömung anregenden Wirbel- bzw. Gebläseaggregat (13) versehen ist.

4. Feuerungsanläge nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß aufgrund des Gefälles der Längsachse des Nach­ verbrennungsraumes (10) die auf die Wandung nieder­ geschlagenen Partikel zum Ausgang (9) des Feuerungs­ raumes (5) rutschen.