DE202008002240U1

DE202008002240U1 - Vorrichtung zum Verbrennen fester Brennstoffe

Info

Publication number: DE202008002240U1
Application number: DE202008002240U
Authority: DE
Original assignee: Agro Forst & Energietechnik Gm; Agro Forst & Energietechnik GmbH
Current assignee: Agro Forst & Energietechnik Gm; Agro Forst & Energietechnik GmbH
Priority date: 2008-01-31
Filing date: 2008-02-19
Publication date: 2008-04-17
Anticipated expiration: 2018-02-20
Also published as: AT10349U2; AT10349U3

Abstract

Vorrichtung zum Verbrennen fester Brennstoffe, insbesondere land- und forstwirtschaftlicher Biomasse sowie Sonderbrennstoffe, gekennzeichnet durch eine Kammer (1) in der ein Rost (3) für das Ausführen einer Vorschubrostfeuerung vorgesehen ist und durch einen Zyklon (5) einer Kammer mit lotrechter Achse (7), in welcher eine Zyklonverbrennung ausgeführt wird, wobei der Zyklon (5) für die Zyklonverbrennung und die Kammer (1) mit der Vorschubrostfeuerung durch eine Verbindungsöffnung (15) miteinander in Verbindung stehen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verbrennen fester Brennstoffe.
Bekannte Vorrichtungen zum Verbrennen fester Brennstoffe besitzen in der Regel einen Rost, auf dem der zu verbrennende Brennstoff verbrannt wird.
Problematisch bei den bekannten Feuerungsanlagen ist es, dass land- und forstwirtschaftliche Biomasse nur bedingt einer thermischen Nutzung zur Verbrennung zugeführt werden konnten.
Zusätzliches Problem besteht darin, dass eine Sekundärverbrennung nur bedingt möglich ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, mit der bei geringen Betriebskosten eine problemlose thermische Nutzung von land- und forstwirtschaftlichen Biomassen und Sonderbrennstoffen, wie Altholz, Abfälle aus der Papierindustrie und Spuckstoffe, möglich ist.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung, welche die Merkmale von Anspruch 1 aufweisen.
Bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Da bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Kombination aus Vorschubrostfeuerung und eine vertikale Zyklonverbrennung (Wirbelschichtverbrennung) stattfindet, bei der die Primärverbrennung auf einem Vorschubrost stattfindet, ergibt sich ein günstiger Verlauf der Verbrennung mit geringen umweltbelastenden Abfallstoffen. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können insbesondere auch feste, langflammige und vor allem ligninhältige Brennstoffe verbrannt werden.
In einer Ausführungsform kann durch großzügige Dimensionierung der Rostkonstruktion das Trocknen des Brennstoffes und die nachfolgende Primärverbrennung in einem kontrollierten Glutbett ausgeführt werden.
Die Verbrennung auf einem Vorschubrost hat wesentliche Vorteile gegenüber einer reinen Wirbelschichtfeuerung, worunter unter anderem geringere Luftgeschwindigkeiten am Rost zu nennen ist.
Dabei ergibt sich in einer Ausführungsform bei der Erfindung der Vorteil, dass der Rohstaubgehalt bereits im Primärbereich minimiert wird.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es, dass die Primärverbrennung (Vorschubrost) und die Sekundärverbrennung (Zyklonverbrennung) räumlich getrennt erfolgen. Die Primärverbrennung kann in reduzierender Atmosphäre betrieben werden. Dadurch ist eine erhebliche Reduktion der umweltschädigenden Stickoxide möglich.
Mit Vorteil ist im Rahmen der Erfindung vorgesehen, dass über der als Vorschubrostfeuerung ausgebildeten Primärzone, die Zyklonverbrennung vertikal angeordnet ist.
In einer Ausführungsform der Erfindung ergeben der speziell geformte Eintritt in die Zyklonkammer und tangential angeordnete Luftdüsen für die Sekundärluft und die dadurch bewirkte Zirkulation ein vorteilhaftes Drehen des Rauchgases. Durch diese Rotationsbewegung des Rauchgases werden schwere Staubteilchen nach außen gedrückt, wo sie verbrennen und wieder nach unten in die Primärzone fallen.
Der in der Zyklonverbrennung ablaufende, dynamisch durch die Tangentialkräfte und Schwerkraft beeinflusste Verbrennungsprozess ermöglicht ein vollständiges Verbrennen der Flugasche.
Zusätzlich ergibt sich durch die hohe Turbulenz im Bereich der vertikalen Zyklonverbrennung eine gute Vermischung der Schwelgase mit Sauerstoff, wodurch das Verbrennen mit einem sehr geringen Restsauerstoff und damit hohem feuerungstechnischen Wirkungsgrad betrieben werden kann.
Durch den Selbstreinigungseffekt der vertikal angelegten Kammer, in welcher die Zyklonverbrennung ausgeführt wird, wird das Ablagern von Flugasche verhindert.
Insgesamt ergibt sich mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung gegenüber konventionellen Vorschubrostfeuerungsanlagen eine erhebliche Reduktion der Betriebskosten.
Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform anhand der Zeichnung, in welcher eine erfindungsgemäße Vorrichtung schematisch gezeigt ist.
Eine erfindungsgemäße Anlage besitzt zwei grundsätzliche Bauteile, eine Brennkammer 1 mit Vorschubrost 3, in welcher die Vorschubrostfeuerung ausgeführt wird. Über dieser Kammer 1 ist ein Zyklon 5 angeordnet, in welcher die Zyklonverbrennung stattfindet. Dabei ist zu beachten, dass der Zyklon 5 mit lotrechter Achse 7 ausgerichtet, am oberen Ende 9 der Brennkammer 1 für die Vorschubrostfeuerung angeordnet ist.
In der Kammer 1 mit der Vorschubrostfeuerung wird Brenngut 11 über eine Zuführung 13, die kontinuierlich oder diskontinuierlich arbeiten kann und beispielsweise eine mechanische Zuführung mittels Hydraulik-stoker oder Förderschnecken sein kann, zugeführt. Das Brenngut 11 gleitet entlang des Vorschubrostes nach unten, während es verbrennt.
Der Übergang 15 zwischen der Brennkammer 1 mit der Vorschubrostfeuerung und dem Zyklon 5 für die Zyklonverbrennung ist mit reduziertem Querschnitt ausgebildet, um eine für die Wirkungen des Zyklons 5 vorteilhafte Strömung der Rauch- bzw. Schwelgase aus der Vorschubrostfeuerung in die vertikale Zyklonverbrennung zu gewährleisten.
Im Bereich des unteren erweiterten Abschnittes 17 des Zyklons 5 münden mehrere Düsen in den Zyklon 5 tangential ein, durch welche Luft zugeführt wird, welche die Rauchgase und die in diesen enthaltenen Staubteilchen bei der Zyklonverbrennung in eine Drehbewegung, die über die lotrechte Achse 7 des Zyklons 5 versetzen.
Der Durchmesser größere Abschnitt 17 des Zyklons 5 endet oben mit einer Einschürung 23, an die sich ein zweiter, erweiterter Abschnitt 25 anschließt.
Durch die Rotation der Rauchgase und der in diesen enthaltenen Staubteilchen, werden Staubteilchen nach außen gedrückt, wo sie verbrennen und nach unten oder zurück in die Kammer 1 der Primärzone (Vorschubrostfeuerung) fallen. Die von Staubteilchen und sonstigen festen Anteilen gereinigten Rauchgase treten aus dem Zyklon 5, in welchem die Zyklonverbrennung stattfindet, seitlich aus. Da obere Ende des Zyklons 5, in welchem die Zyklonverbrennung stattfindet, ist geschlossen, kann aber für Wartungs- oder Reinigungsarbeiten mit einem öffenbaren Deckel 19 ausgebildet sein, wobei auch ein Schauglas zum Beobachten des Verbrennungsvorganges denkbar ist.
Ein erheblicher Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es, dass sich in den Zyklon 5 für die Zyklonverbrennung, einer Wirbelschicht ähnliche Verhältnisse ausbilden, wobei Stoffe in der Wirbelschicht von unten durch Übertritt aus der Kammer 1, in welcher die Vorschubrostfeuerung ausgeführt wird, zugeführt und Rauch- oder Verbrennungsgase durch den seitlichen Austritt 21 abgezogen werden.
Zusammenfassend kann ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, wie folgt beschrieben werden.
Eine Vorrichtung zum Verbrennen fester Brennstoffe, insbesondere Biomassen, besitzt eine Kammer 1, in welcher auf einen Vorschubrost 3 eine Vorschubrostfeuerung ausgeführt wird. Oberhalb der Kammer 1 ist ein Zyklon 5 angeordnet, in welchem eine Zyklonverbrennung ausgeführt wird. Der Zyklon 5, in welchem die Zyklonverbrennung ausgeführt wird, ist eine Kammer mit im wesentlichen lotrechter Achse 7, die an eine Öffnung am oberen Ende 9 der Kammer 1 für die Vorschubrostfeuerung angeschlossen. Der Übergang 15 von der Kammer 1 der Vorschubrostfeuerung in den Zyklon 5 mit der Zyklonverbrennung ist mit verringertem Querschnitt ausgebildet. Im Zyklon 5 für die Zyklonverbrennung wird durch tangential zugeführte Luft eine Rotation der Rauchgase und in dieser enthaltener Feststoffe erreicht, wodurch die Feststoffe nach außen gedrückt werden und gegebenenfalls, wenn sie nicht in der Zyklonverbrennung verbrennen, zurück in die Kammer 1 für die Vorschubrostfeuerung fallen. Gereinigte Rauchgase werden oben, insbesondere seitlich aus dem Zyklon 5 der Zyklonverbrennung abgezogen.

Claims

Vorrichtung zum Verbrennen fester Brennstoffe, insbesondere land- und forstwirtschaftlicher Biomasse sowie Sonderbrennstoffe, gekennzeichnet durch eine Kammer (1) in der ein Rost (3) für das Ausführen einer Vorschubrostfeuerung vorgesehen ist und durch einen Zyklon (5) einer Kammer mit lotrechter Achse (7), in welcher eine Zyklonverbrennung ausgeführt wird, wobei der Zyklon (5) für die Zyklonverbrennung und die Kammer (1) mit der Vorschubrostfeuerung durch eine Verbindungsöffnung (15) miteinander in Verbindung stehen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kammer (1) für die Vorschubrostfeuerung eine Vorrichtung (13) zum Zuführen von festen Brennstoffen (11) zugeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang (15) zwischen der Kammer (1) für die Vorschubrostfeuerung und der Kammer des Zyklons (5) für die Zyklonverbrennung einen gegenüber der Querschnittsfläche der Kammer (17, 25) des Zyklons (5) kleinere Querschnittsfläche aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer des Zyklons (5) für die Zyklonverbrennung mit Abstand von der Verbindungsöffnung (15) zwischen Kammer (1) für Vorschubrostfeuerung und Zyklon (5) für Zyklonverbrennung eine nach innen weisende, nach innen vorspringende Rippe (23), insbesondere eine Ringrippe, aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kammer des Zyklons (5) für die Zyklonverbrennung wenigstens eine Düse für den Eintritt von Luft mündet.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Düse für das Zuführen von Luft in die Kammer des Zyklons (5) für die Zyklonverbrennung in den Bereich (17) tangential einmündet.
Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Düse mit geringem Abstand über der Verbindungsöffnung (15) mündet.