DE202007018718U1 - Kohlenstaubkombinationsbrenner mit integriertem Pilotbrenner - Google Patents

Kohlenstaubkombinationsbrenner mit integriertem Pilotbrenner Download PDF

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Abstract

Kombinationsbrenner für die Vergasung staubförmiger Brennstoffe mit einem freien Sauerstoff enthaltenden Oxidationsmittel bei Drücken zwischen Umgebungsdruck und hohen Drücken von 80 bar (8 MPa) sowie Temperaturen zwischen 800–1800°C, mit folgenden Merkmalen
– ein zentrales, im Wesentlichen bis zum Brennermund führendes Rohr (1),
– um das zentrale Rohr (1) ein im Wesentlichen bis zum Brennermund führender Brenngasringkanal (2) konzentrisch angeordnet ist,
– um den Brenngasringkanal (2) ein im Wesentlichen bis zum Brennermund führender Oxidationsmittelringkanal (3) konzentrisch angeordnet ist,
– um den Oxidationsmittelringkanal (3) ein Kühlmittelringkanal (5) konzentrisch angeordnet ist,
– um den Kühlmittelringkanal (5) ein Ringkanal für das Oxidationsmittel des Staubbrenners (17) konzentrisch angeordnet ist,
– um den Ringkanal für das Oxidationsmittel des Staubbrenners (17) ein Kühlmittelringkanal (18) konzentrisch angeordnet ist
– um den Kühlmittelringkanal (18) ein Ringkanal für den Brennstaub des Staubbrenners (15) konzentrisch angeordnet ist,
– um den Ringkanal für den...

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf einen Kohlenstaubkombinationsbrenner, der für die Sauerstoff-Vergasung von staubförmigen Brennstoffen (Braunkohle und/oder Steinkohle oder ähnliche staubförmige Brennstoffe) unter hohen Drücken und Temperaturen in Reaktoren mit flüssigen Schlackeabzügen eingesetzt wird und mittels eines integrierten Pilotbrenners der mit gasförmigem Brennstoff und Sauerstoff arbeitet und mit einer elektrischen Zündeinrichtung und optischer Flammenüberwachung in Betrieb genommen und überwacht wird.
  • Die Erfindung betrifft einen Kombinationsbrenner für die Vergasung staubförmiger Brennstoffe mit einem freien Sauerstoff enthaltenden Oxidationsmittel bei Drücken zwischen Umgebungsdruck und hohen Drücken von 80 bar (8 MPa) sowie Temperaturen zwischen 800–1800°C mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
  • Bekannt sind Kohlenstaubbrenner für die Partialoxydation staubförmiger Brennstoffe, die durch einen extern angeordneten Pilotbrenner gezündet werden.
  • In der Patentschrift DD 285 523 ist ein gattungsgemäßer Pilotbrenner zur partiellen Oxidation von gasförmigen Kohlenwasserstoffen zu CO- und H2-haltigen Gasen in einem unter Druck stehenden Reaktor beschrieben.
  • Dieser Pilotbrenner besteht aus koaxialen Kanälen für Brenngas und Oxidationsmittel, die nach dem Reaktionsraum hin offen sind und die durch wasserdurchströmte Kanäle getrennt bzw. umhüllt sind. In dem Brenngaskanal ist ein Zündkabel angeordnet, das mit einer Hochspannungszündvorrichtung außerhalb des Brenners verbunden ist und das an seinem nach dem Reaktionsraum zugewandten Ende in eine metallische Elektrode übergeht, die bis an die Brennerspitze geführt ist und hier eine Funkenstrecke zur metallischen Wand bildet. Die Elektrode dieses Brenners ist im Brenngaskanal so positioniert, dass sie durch den die Düse bildenden Konfusor, ringförmige Düse und Diffusor hindurchgeht und am achsparallelen Krümmungsradius des Diffusors, d. h. im Wirbelbereich, der den Übergang zum Sauerstoffkanal bildet, die Funkenstrecke zur metallischen Wand hat. Die Anordnung der metallischen Elektrode ist so gewählt, dass einerseits die Direktzündung des Brenngas/Sauerstoffes ermöglicht und andererseits die metallische Elektrode durch das nachströmende Brenngas gekühlt wird.
  • Die Einführung des Hochspannungszündkabels in den Brenner erfolgt durch zwei separate Druckabdichtungen. Der hierdurch entstehende druckdichte Raum wird als Sicherheitszone gegenüber austretenden Brenngasleckagen genutzt und druckseitig überwacht.
  • Weitere Kombinationen von aus einem Zünd-, Pilot- und Staubbrenner bestehenden Kombinationsbrenner werden beschrieben in:
    • Sino German Gasification and CDM Form vom 5.–6. August 2004 in Beijing "Lignite and Coal Gasification for Syngas and Energetic Gas Production" und
    • – Chinesische Patentanmeldung Nr. CN 200510079702.4 vom 24. Juni 2005 vom Beijing Aeronautical Power Inst. „Powder-combustible vortex burner"
  • Die Übertragung des Flammensignals zur Überwachungseinrichtung erfolgt mittels eines mehradrigen Lichtleitkabels. Der bekannte Pilotbrenner hat folgende Mängel.
    • – die Übertragung des Flammensignals aus dem Reaktionsraum zum Flammenwächter erfolgt mittels Lichtleitkabel, das durch den geringen Abstand zur Flamme thermisch belastet wird und gleichzeitig auch durch auftreffende Russpartikel im Sichtfeld eingeschränkt werden kann. Außerdem behindert die vor den optischen Einblick befindliche metallische Elektrode den freien Einblick in den Reaktionsraum.
    • – Die metallische Elektrode muss aus Platzgründen als Draht ausgeführt werden, der bis zur Elektrodenspitze mehrfach gebogen ist. Durch dieses instabile Gebilde kann die zur Zündung notwendige Justierung an der Funkenüberschlagstelle nur schwer exakt eingestellt werden. Hierdurch entstehen Zündstörungen und die Funktionstüchtigkeit des Brenners ist nicht immer gewährleistet.
    • – Die Ausführung der wassergekühlten Düse (Konfusor, Zylinder und Diffusor) ist sehr kompliziert und führt besonders im Diffusor zu thermischen Belastungen, die zur Rissbildung im Material und damit zum Ausfall des Brenners führen.
    • – Durch die Anordnung der Elektrodenspitze innerhalb des Diffusors der Düse bildet sich notwendigerweise an dieser Stelle ein Wirbelgebiet aus, das Sauerstoffanteile mit dem Brennstoff mischt und damit ein zündfähiges Gemisch bildet, das gezündet werden kann. Kommt es bei der Zündung zu Medienschwankungen verschiebt sich das Wirbelgebiet und damit die Gemischstelle, was Fehlzündungen zur folge hat. Eine hohe Störanfälligkeit ist damit vorgegeben.
  • Der Kombinationsbrenner nach der chinesischen Patentanmeldung Nr. CN 200510079702.4 zeichnet sich weiterhin dadurch aus, dass das Pilotbrennergas, sowie der dazugehörige Sauerstoff durch einen gemeinsamen Kanal im Brennerzentrum dem Brennermund zuströmen. Dies birgt die große Gefahr, dass bei Veränderung der Strömungsgeschwindigkeit, wie sie bei In- und Außerbetriebnahmen auftritt, eine Rückzündung in den Brennerkanal auftritt, die zu seiner Zerstörung führt mit erheblichen Gefährdungen der Betriebssicherheit.
  • Der Erfindung liegt das Ziel zugrunde, durch konstruktive Maßnahmen eine Kombination aus Pilotbrenner und Kohlenstaubbrenner in einer Brennereinheit als Kohlenstaubkombinationsbrenner zu schaffen, der durch die Zusammenfassung beider Brenner in einer Einheit einen einfacheren und sicheren Betrieb mit gleichmäßiger Flammenausbildung gewährleistet und die Störanfälligkeit wesentlich minimiert.
  • Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines einfachen Kohlenstaubkombinationsbrenners mit integriertem Pilotbrenner, der unter den Bedingungen der Kohlenstaubvergasung unter Druck zuverlässig zündet und sicher arbeitet.
  • Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
  • Durch die Ausbildung der Flamme in der zentralen Achse des Reaktors werden Vorteile gegenüber der bisherigen Lösung hinsichtlich Ausbrand und Umsatz erreicht. Gleichzeitig erfolgt eine Entflechtung der Medienzuführung zum Reaktorkopf. Mit der Einpassung des Pilotbrenners in den Kohlenstaubbrenner wurden gleichzeitig konstruktive Änderungen am Pilotbrenner vorgenommen, so dass ein funktionssicherer und störungsfreier Betrieb gewährleistet werden kann.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Die Erfindung wird im Folgenden als Ausführungsbeispiel in einem zum Verständnis erforderlichen Umfang anhand einer Figur näher erläutert. Dabei zeigt:
  • 1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kohlenstaubkombinationsbrenners mit integriertem Pilotbrenner.
  • Der erfindungsgemäße Kohlenstaubkombinationsbrenner umfasst einen zentral angeordneten Pilotbrennerteil mit getrennter Brenngas- und Oxydationsmittelzuführung in separaten Kanälen, einer Flammenüberwachungseinrichtung FÜ und einer elektrischen Hochspannungszündung. Um diese Baugruppe ist ein Ringraum 13 zur Zuführung des Oxydationsmittels für den Kohlenstaub-Kombinationsbrenner angeordnet. An der ringförmigen Austrittsöffnung sind Drallschaufeln 14 zur Verwirbelung des Oxydationsmittelstromes angeordnet.
  • Das Außenkühlteil 5 des Pilotbrenners im Zentrum und das Innenkühlteil 18 des außen liegenden Hauptbrenners bilden den Hauptbrenneroxydationsmittelkanal 17. Um diesen Kanal und dem Innenkühlteil 18 sind die Kohlenstaubzuführung 15 und die gekühlte Außenhülle 16 des Hauptbrenners angeordnet.
  • Der Pilotbrenner umfasst ein zentral angeordnetes, inertgasgespültes Rohr 1, das als optische Einblicksöffnung für die außerhalb des Brenners befindliche Flammenüberwachungseinrichtung dient, einen um das Zentralrohr angeordneten Ringraum 2 zur Brenngaszuführung, einen weiteren Ringraum 3 zur Oxydationsmittelzuführung, der an der Stirnfläche geschlossen ist und in einzelne Düsenbohrungen 4 übergeht sowie den das ganze umhüllende äußere Pilotbrennerkühlteil 5 zur Zu- und Abführung des Kühlwassers. Um den äußeren Kühlkanal (5) des Pilotbrenners ist ein weiteres Rohr 13 angeordnet, das zur Halterung von austauschbaren Wirbelkörpern dient, die zur gerichteten Versorgung des Hauptbrenners mit Oxydationsmittel dienen.
  • Das zentral angeordnete Rohr 1 ist innerhalb des Brenngaskanals 2 bis an den Brennermund geführt und geht am Ende einseitig in eine kleine, kurze Elektrodenspitze 6 über, die bei der Zündung den Zündfunken gerichtet auf die Metallwand der Brenngaszuführung überspringen lässt. Das metallische Zentralrohr ist im vorderen Drittel elektrisch unterbrochen und durch ein rohrförmiges Isolatorstück 7 verbunden. Der obere Teil des Zentralrohres dient als Träger des über eine druckdichte Durchführung eingeführten Zündkabels 8, dessen Ende mit dem brennermundseitigen Teil des Zentralrohres nach dem Isolationsstück verbunden ist.
  • Das Zentralrohr wird in Richtung Reaktionsraum mit Stickstoff gespült, um das Eindringen heißer Gases oder Verunreinigungen aus dem Reaktionsraum auszuschließen. Gegenüber der Atmosphäre ist das Zentralrohr mit einem speziellen Quarzglas 12 druckdicht getrennt. Die außerhalb des Brenners befindliche optische Flammenüberwachung erkennt durch das Quarzglas 12 die Brennerflamme und ist somit vor thermischer Belastung und Schmutzpartikeln geschützt.
  • Der um das Zentralrohr befindliche Ringraum 2 zur Zuführung des Brenngases ist am Austritt zur Düsenausbildung eingezogen (im Durchmesser reduziert). Das äußere, den Ringraum begrenzende Rohr enthält in diesem Bereich der Düse einem keramischen Isolierring 9, der die Reduktion im Durchmesser bewirkt und einen ungewollten Funkenüberschlag der Hochspannungszündung vom Zentralrohr verhindert. Erst direkt am Austritt ist dieses Rohr wieder metallisch ausgeführt.
  • Die Zuführung des Oxydationsmittels für den Pilotbrenner erfolgt über den Ringraum 3. Dieser Ringraum ist am Austritt zum Reaktionsraum hin mit einem austauschbaren Einschraubteil 10, das mit mehreren Bohrungen 4 versehen ist, verschlossen. Diese Bohrungen 4 können je nach der Beschaffenheit des Brenngases in Durchmesser und Austrittsrichtung angepasst sein.
  • Zusätzlich zu den in Richtung Reaktionsraum zeigenden Bohrungen 4 sind in dem Einschraubteil 10 noch kleine Bohrungen 11 angeordnet, die in den Brenngaskanal führen.
  • Über diese zwei Bohrungen wird eine geringe Teilmenge Oxydationsmittel in den Brenngaskanal eingeleitet. Diese Bohrungen sind so angeordnet, dass die kleine Oxydationsmittelteilmenge unmittelbar über der Elektrodenspitze in den Brenngaskanal eintritt und in diesem Bereich ein zündfähiges Gasgemisch gebildet wird. Insgesamt wird durch die Summe der konstruktiven Ausgestaltungen eine örtlich feststehende und genau justierbare Zündfunkenstrecke gebildet, die vom mechanischen Aufbau sehr stabil ausgeführt ist.
  • Der Oxydationsmittelzuführungsraum 3 wird durch ein Wasserkühlsystem 5 umhüllt, das die Inneneinbauten und die Düse des Pilotbrenners vor thermischer Belastung schützt. Um die Wasserkühlung 5 des Pilotbrenners ist ein weiteres Rohr 13 angeordnet, das als Träger für austauschbare Wirbel körper 14 im Hauptbrenneroxydationsmittelkanal dient. Durch diese erfindungsgemäße Gestaltung der Hülle um den Pilotbrenner kann bei Demontage des Pilotbrenners schnell und einfach der Wirbelkörper 14 in der Hauptbrenneroxydationsmittelzuführung 17 gewechselt werden und somit die Hauptbrennerflamme optimal an die Reaktionsraumkontur des Reaktors angepasst werden.
  • Durch die Ausführung der Oxydationsmittelzuführung mit Wirbelkörpern wird der austretende Sauerstoffstrom stark in Rotation versetzt, in den die über die speziell gestalteten Zuführungselemente 15 austretenden Staubstrahlen eingesaugt werden.
  • Durch eine unterschiedliche Anstellung der Wirbelkörper bzw. Drallschaufeln kann die Flammenausbildung in ihrer Breite und Länge beeinflusst werden.
  • Die Erfindung umfasst einen Kombinationsbrenner für die Vergasung staubförmiger Brennstoffe mit einem freien Sauerstoff enthaltenden Oxidationsmittel bei Umgebungs- oder höheren Drücken, sowie Temperaturen zwischen 800–1800°C, wobei die Zündvorrichtung des Pilotbrenners mit Flammüberwachung und der Staubbrenner als Kombinationsbrenner integriert sind und alle Betriebskanäle voneinander getrennt bis zum Brennermund geführt und die beiden erst am Brennermund gemischt werden.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist der Kombinationsbrenner ein gekühltes äußeres Gehäuse 16 und eine Kohlenstaubzuführung 15 auf, dessen inneres Kühlteil 18 die Begrenzung zur Aufnahme eines zentral angeordneten Pilotbrenners mit außen liegenden Wirbelkörpern 14 dient und gleichzeitig den Hauptbrenneroxidationsmittelkanal 17 bildet, wobei der zentral angeordnete Pilotbrenner zur Inbetriebnahme der Kohlenstaubbrennereinheit 15, 16, 17, aufweisend ein Zentralrohr 1 als optischer Einblick in den Vergasungsraum mit außen liegender Flammüberwachung, einer Brenngaszuführung 2, einer Oxidationsmittelzuführung 3 und einer Brennkühlkammer 5 dient.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das Zentralrohr (1) innerhalb des Brenngaskanals (2) bis an den Brennermund geführt und geht am Austritt einseitig in eine kleine kurze Elektrodenspitze (6) über, die bei der Hochspannungszündung den Zündfunken gerichtet auf die gegenüberliegende äußere Metallwand des Brenngaszuführungskanals (2) leitet.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das metallische Zentralrohr (1) im vorderen Drittel unterbrochen und durch einen Isolator (7) verbunden.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das Zentralrohr (1) gegenüber der Atmosphäre mit einem Quarzglas (12) verschlossen und trägt auf der drucklosen Seite einen optischen Flammenwächter wobei es in Richtung Brenneraustrittsöffnung mit einem Inertmedium, beispielsweise Stickstoff, spülbar ist, um das Eindringen heißer Gase aus dem Reaktionsraum zu verhindern.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung dient das Zentralrohr (1) auf der Außenseite als Träger für das isolierte Hochspannungszündkabel (8) wobei das metallische Ende des Hochspannungszündkabels (8) mit dem in Brennermundnähe befindlichen Stück des metallischen Zentralrohres (1) (hinter Isolator 7) verbunden ist, um die Hochspannung bis zur Elektrodenspitze (6) zu leiten.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist der Brenngaszuführungskanal (2) im Bereich der Einschnürung zur Austrittsdüse an der äußeren Kanalbegrenzung einen keramischen Isolator (9) auf, um an der Engstelle einen unkontrollierten Hochspannungsfunkenüberschlag zu verhindern.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung geht der Oxydationsmittelzuführungskanal (3) im Bereich des Medienaustritts mittels eines Einschraubteiles (10) mit Düsenbohrungen (4) über, die je nach gewünschter Flammenform in Austrittsrichtung und Austrittswinkel anpassbar sind.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind im Einschraubteil (10) am Oxydationsmittelzuführungskanal (3) zusätzlich kleine Bohrungen (11) angeordnet, die im Brenngaskanal (2) enden und hierdurch eine geringe Teilmenge Oxydationsmittel unmittelbar über der Elektrodenspitze (6) in den Düsenbereich des Brenngaskanals (2) leiten und hier örtlich ein zündfähiges Gemisch bilden, das durch den Hochspannungszündfunken entzündbar ist.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung bildet die äußere Hülle des Pilotbrenners mit dem inneren Kühlteil (18) des Hauptbrennerteiles den Hauptbrenneroxydationsmittelkanal (17), der am Medienaustritt mit austauschbaren Wirbelkörpern (14) ausgerüstet ist, die auf der äußeren Hülle (13) des Pilotbrenners befestigt sind und mit deren Hilfe die Flammengeometrie im Reaktionsraum anpassbar ist.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird der Kohlenstaub über ein oder mehrere, tangential endende Kohlenstaubzuführungsrohre (15) in den Kombinationsbrenner eingeleitet wobei der Kohlenstaub in dem vorderen Brennerteil in einen den Kohlenstaubzuführungsrohren gemeinsamen Kohlenstaubringraum (19) eintritt und hier unter Rotationsbewegung den Kohlenstaubringraum ausfüllt und als gleichmäßig verteilter Kohlenstaubschleier den Ringraum verlässt und vor dem Brennermund mit dem Oxidationsmittelstrom intensiv gemischt wird.
  • 1
    Zentralrohr für optischen Einblick in den Reaktionsraum mit außen liegender Flammenüberwachung, stickstoffgespült.
    2
    Brenngaszuführung
    3
    Oxydationsmittelzuführung
    4
    Düsenbohrungen in der Oxydationsmittelzuführung
    5
    Kühlteil Pilotbrenner
    6
    Elektrodenspitze
    7
    Isolator am Zentralrohr 1
    8
    Hochspannungszündkabel
    9
    Keramischer Isolator im Brenngaszuführungskanal
    10
    Einschraubteil mit Bohrungen
    11
    Zündbohrungen für Oxydationsmitteleindüsung
    12
    Quarzglas
    13
    Trägerrohr für Wirbeleinrichtungen
    14
    Wirbelkörper im Hauptbrenneroxydationsmittelstrom
    15
    Kohlenstaubzuführung
    16
    Äußeres Wasserkühlteil
    17
    Hauptbrenneroxydationsmittelzuführung
    18
    Inneres Wasserkühlteil Hauptbrenner
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • - DD 285523 [0004]
    • - CN 200510079702 [0007, 0009]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • - Sino German Gasification and CDM Form vom 5.–6. August 2004 in Beijing "Lignite and Coal Gasification for Syngas and Energetic Gas Production" [0007]
    • - 24. Juni 2005 vom Beijing Aeronautical Power Inst. „Powder-combustible vortex burner" [0007]

Claims (11)

  1. Kombinationsbrenner für die Vergasung staubförmiger Brennstoffe mit einem freien Sauerstoff enthaltenden Oxidationsmittel bei Drücken zwischen Umgebungsdruck und hohen Drücken von 80 bar (8 MPa) sowie Temperaturen zwischen 800–1800°C, mit folgenden Merkmalen – ein zentrales, im Wesentlichen bis zum Brennermund führendes Rohr (1), – um das zentrale Rohr (1) ein im Wesentlichen bis zum Brennermund führender Brenngasringkanal (2) konzentrisch angeordnet ist, – um den Brenngasringkanal (2) ein im Wesentlichen bis zum Brennermund führender Oxidationsmittelringkanal (3) konzentrisch angeordnet ist, – um den Oxidationsmittelringkanal (3) ein Kühlmittelringkanal (5) konzentrisch angeordnet ist, – um den Kühlmittelringkanal (5) ein Ringkanal für das Oxidationsmittel des Staubbrenners (17) konzentrisch angeordnet ist, – um den Ringkanal für das Oxidationsmittel des Staubbrenners (17) ein Kühlmittelringkanal (18) konzentrisch angeordnet ist – um den Kühlmittelringkanal (18) ein Ringkanal für den Brennstaub des Staubbrenners (15) konzentrisch angeordnet ist, – um den Ringkanal für den Brennstaub des Staubbrenners (15) ein Kühlmittelringkanal (16) konzentrisch angeordnet ist.
  2. Kombinationsbrenner nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das zentrale Rohr (1) eine gegenüber dem Brenner elektrisch isolierte Zündspitze (6) trägt.
  3. Kombinationsbrenner nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Isolation durch ein in zwei Rohrstücke separiertes, zentrale Rohr (1) realisiert ist und die Rohrstücke durch einen rohrförmigen, keramischen Isolierkörper (7) mechanisch verbunden sind.
  4. Kombinationsbrenner nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Zentralrohr (1) als Träger für ein isoliertes Hochspannungszündkabel (8) dient, wobei das metallische Ende des Hochspannungszündkabels (8) mit dem in Nähe des Brennermundes befindlichen Stück des metallischen Zentralrohres (1), das die Zündspitze trägt, verbunden ist.
  5. Kombinationsbrenner nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das zentrale Rohr (1) an seinem dem Brennermund abgewandten Ende einen druckfesten optischen Einblick zur Flammüberwachung aufweist und durch ein Inertgas spülbar ist.
  6. Kombinationsbrenner nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Oxidationsmittelringkanal (3) Brennermund-seitig durch ein ringförmiges Einschraubteil (10) mit Düsenbohrungen (4) abgeschlossen ist.
  7. Kombinationsbrenner nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Brenngaszuführungskanal (2) im Bereich der Einschnürung zur Austrittsdüse eine keramische, isolierende Auskleidung (9) aufweist.
  8. Kombinationsbrenner nach Anspruch 6 oder 7 dadurch gekennzeichnet, dass die Einschnürung des Brenngaszuführungskanales (2) durch das ringförmige Einschraubteil (10) realisiert ist, dessen zentrale Bohrung einen kleineren Durchmesser als der Innendurchmesser des Brenngaszuführungskanales (2) aufweist.
  9. Kombinationsbrenner nach einem der Ansprüche 6 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass in dem Einschraubteil (10) kleine Bohrungen (11) angeordnet sind, die in den Brenngasringkanal (2) in unmittelbare Nähe der Zündspitze (6) führen.
  10. Kombinationsbrenner nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass um den Kühlmittelringkanal (5) ein Rohr (13) angeordnet ist, das als Träger für austauschbare Wirbelkörper (14) im Ringkanal für das Oxidationsmittel des Staubbrenners (17) dient.
  11. Kombinationsbrenner nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkanal für das Oxidationsmittel des Staubbrenners (17) und der Ringkanal für den Brennstaub des Staubbrenners (15) gegenseitig vertauscht angeordnet sind.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013017367A1 (de) * 2013-10-21 2015-04-23 Brinkmann Industrielle Feuerungssysteme Gmbh Brennerlanze und Verfahren zum Betreiben einer Brennerlanze für industrielle Thermoprozesse
DE102014201386A1 (de) 2014-01-27 2015-07-30 Siemens Aktiengesellschaft Pilotbrenner als Bestandteil einer Brenneranordnung für die Druckvergasung fester und flüssiger Brennstoffe

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0613044D0 (en) * 2006-06-30 2006-08-09 Boc Group Plc Gas combustion apparatus
EP2275742A1 (de) * 2009-07-14 2011-01-19 Siemens AG Düse und Verfahren zur Herstellung einer Düse
US8888872B2 (en) * 2010-07-06 2014-11-18 General Electric Company Gasifier cooling system
US8663348B2 (en) * 2010-08-11 2014-03-04 General Electric Company Apparatus for removing heat from injection devices and method of assembling same
US20120317992A1 (en) * 2011-06-17 2012-12-20 General Electric Company Feed injector for gasification system
US10077402B2 (en) * 2011-10-18 2018-09-18 Air Products And Chemicals, Inc. Production of synthesis gas
CN102746899A (zh) * 2012-04-25 2012-10-24 神华集团有限责任公司 水煤浆/煤粉气化炉及其投料方法
DE102012216505A1 (de) * 2012-09-17 2014-03-20 Siemens Aktiengesellschaft Vergasungsbrenner mit Inertgasschleier zwischen Pilotbrenner und Staubbrenner
CN103074116A (zh) * 2013-02-05 2013-05-01 贵州开阳化工有限公司 检测气化炉燃烧室工作情况的方法及结构
DE102013216732A1 (de) 2013-08-22 2015-02-26 Siemens Aktiengesellschaft Kombinationsbrenner mit plasmagezündetem Pilotbrenner
US9567539B2 (en) * 2013-09-05 2017-02-14 Ag Energy Solutions, Inc. Apparatuses, systems, mobile gasification systems, and methods for gasifying residual biomass
CN103834444B (zh) * 2014-03-13 2015-07-15 济南同智创新能源科技股份有限公司 干煤粉流化床气化炉组合式点火烧嘴
CN103805289B (zh) * 2014-03-13 2015-04-01 济南同智创新能源科技股份有限公司 干煤粉流化床气化炉高效型点火烧嘴
CN103849434A (zh) * 2014-03-13 2014-06-11 杜建吉 带点火装置的组合式水煤浆烧嘴
WO2016037070A1 (en) 2014-09-04 2016-03-10 Ag Energy Solutions, Inc. Apparatuses, systems, tar crackers, and methods for gasifying having at least two modes of operation
DE102014218219A1 (de) 2014-09-11 2016-03-17 Siemens Aktiengesellschaft Kompaktbrenner für einen Flugstromvergaser, bar einer Flüssigkeitskühlung
CN104531220A (zh) * 2014-12-09 2015-04-22 贵州开阳化工有限公司 防止受热变形的点火燃烧器
EP3254026B1 (de) * 2015-02-05 2018-09-26 Casale Sa Brenner zur herstellung von synthesegas und zugehöriger kühlkreislauf
RU2661993C1 (ru) 2015-03-31 2018-07-23 Мицубиси Хитачи Пауэр Системз, Лтд. Горелка для сжигания и котел, оснащенный такой горелкой для сжигания
EP3279562B1 (de) * 2015-03-31 2020-08-19 Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. Brenner und kessel
JP6642912B2 (ja) 2015-09-11 2020-02-12 三菱日立パワーシステムズ株式会社 燃焼バーナ及びこれを備えたボイラ
CN105444165B (zh) * 2015-12-28 2017-12-01 西安热工研究院有限公司 一种带有防磨风的直流燃烧器
DE102016200392A1 (de) 2016-01-14 2017-07-20 Siemens Aktiengesellschaft Staubbrenner für Vergasungsanlagen
CN108728168A (zh) * 2017-04-14 2018-11-02 航天长征化学工程股份有限公司 一种气化烧嘴
US11555612B2 (en) * 2017-11-29 2023-01-17 Babcock Power Services, Inc. Dual fuel direct ignition burners
CN109181774A (zh) * 2018-08-22 2019-01-11 清华大学山西清洁能源研究院 集成点火功能的水煤浆气化工艺烧嘴
CN110500591A (zh) * 2019-08-09 2019-11-26 南京绿帝环保能源科技有限公司 危险废料的燃料式琉璃态化处理装置及其处理方法
CN112963836A (zh) * 2021-04-06 2021-06-15 陕西延长石油(集团)有限责任公司 一种附带长明灯的高热负荷柴油开工炉供热装置
US11827859B1 (en) 2022-05-03 2023-11-28 NuPhY, Inc. Biomass gasifier system with rotating distribution manifold

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD285523A7 (de) 1988-10-12 1990-12-19 �����@������������������k�� Brenner mit elektrischer zuendeinrichtung fuer gasfoermige brennstoffe und sauerstoff
CN1710333A (zh) 2005-06-24 2005-12-21 北京航天动力研究所 一种可燃粉体旋流燃烧器

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH429002A (de) * 1963-02-24 1967-01-31 Ghelfi Salvatore Brenner zur Verbrennung von wahlweise einem oder verschiedenen einspritzbaren Brennstoffen
DE3131962C2 (de) * 1981-08-13 1985-07-25 Steag Ag, 4300 Essen Leistungsbrenner für staubförmige Brennstoffe
US4946475A (en) * 1985-04-16 1990-08-07 The Dow Chemical Company Apparatus for use with pressurized reactors
US4857075A (en) * 1988-05-19 1989-08-15 The Dow Chemical Company Apparatus for use with pressurized reactors
DD300200A7 (de) * 1989-12-27 1992-05-27 Freiberg Brennstoffinst Verfahren zur ueberwachung von reaktoren zur partialoxidation
DD299137A7 (de) * 1989-12-27 1992-04-02 Deutsches Brennstoffinstitut Freiberg Gmbh,De Zuend- und ueberwachungsvorrichtung fuer brenner
US5261602A (en) * 1991-12-23 1993-11-16 Texaco Inc. Partial oxidation process and burner with porous tip
AT402963B (de) * 1995-09-07 1997-10-27 Voest Alpine Ind Anlagen Verfahren zum verbrennen von brennstoff
CN1250747C (zh) * 1998-08-28 2006-04-12 沃斯特-阿尔派因工业设备制造有限公司 生产金属熔液的方法和所用的多功能喷枪
JP2002249786A (ja) * 2001-02-27 2002-09-06 Babcock Hitachi Kk 原料噴出バーナ
US6773630B2 (en) * 2001-11-02 2004-08-10 Texaco Inc. Process for the gasification of heavy oil
CN1323260C (zh) * 2005-06-24 2007-06-27 北京航天动力研究所 可燃粉体旋流组合燃烧器

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD285523A7 (de) 1988-10-12 1990-12-19 �����@������������������k�� Brenner mit elektrischer zuendeinrichtung fuer gasfoermige brennstoffe und sauerstoff
CN1710333A (zh) 2005-06-24 2005-12-21 北京航天动力研究所 一种可燃粉体旋流燃烧器

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
24. Juni 2005 vom Beijing Aeronautical Power Inst. "Powder-combustible vortex burner"
Sino German Gasification and CDM Form vom 5.-6. August 2004 in Beijing "Lignite and Coal Gasification for Syngas and Energetic Gas Production"

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013017367A1 (de) * 2013-10-21 2015-04-23 Brinkmann Industrielle Feuerungssysteme Gmbh Brennerlanze und Verfahren zum Betreiben einer Brennerlanze für industrielle Thermoprozesse
DE102014201386A1 (de) 2014-01-27 2015-07-30 Siemens Aktiengesellschaft Pilotbrenner als Bestandteil einer Brenneranordnung für die Druckvergasung fester und flüssiger Brennstoffe

Also Published As

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