DE2153817C3 - Brenner zur Verbrennung von feste brennbare Bestandteile enthaltenden flüssigen Abfallstoffen - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Brenner zur Verbrennung von feste brennbare Bestandteile enthaltenden flüssigen Abfallstoffen mit einem zentralen ersten Rohr zur Zuführung der Abfallstoffe und einem dieses umgebenden zweiton Rohr zur Zuführung von Primärluft, das in der Nähe des flammenseitigen Endes des ersten Rohres ein Mündungsteil aufweist.

Bekannt ist ein Altölbrenner der eingangs genannten Art (Zeitschrift »Brennstoff-Wärme-Kraft«, 20 (1968), Nr. 9, S. 421), bei dem das zu verbrennende Altöl über ein dünnes zentrales Rohr zugeführt wird. Vor der Austrittsstelle des zentralen Rohres befindet sich ein Diffusor. Die über ein das zweite Rohr umgebendes Mantelrohr zugeführte Verbrennungsluft kann erst am Ende dieses Diffusors mit dem Gemisch aus Altöl und der zum Zerstäuben des Öles dienenden Primärluft in Berührung kommen. Im öl enthaltene feste Partikel werden sich z. T. am Diffusor und z. T. vor dem Diffusor am Boden der Brennkammer festsetzen und dort verkracken. Der bekannte Brenner ist deshalb nicht für die Verbrennung von Altölen geeignet, die einen größeren Anteil an festen Bestandteilen enthalten, sofern diese nicht herausgefiltert werden, was zusätzlichen Arbeitsvorgang bedeutet, der die Abfallbji seitigung wesentlich verteuert Qä?

Bekannt ist auch ein Gasbrenner (DT-PS 6 80057f? der ein axial verschiebbares Rohr für die Gaszuführungi aufweist in dem eine Stange verschiebbar ist die -äjif einem Ende einen Kegel trägt, der zusammen mit <jej| Mündung des Gasrohres einen ringförmigen Austritt^! spalt begrenzt Durch Verschiebung des Rohres und owl Stange in Längsrichtung des Gasrohres ist eüie Leistungsregelung möglich. .J ;3j

Bekannt ist ferner ein ölbrenner (US-PS 32 24488p bei dem vor der Brennerdüse ein Glühkopf angeordnet! ist Dieser hat u.a. die Aufgabe, im Falle eirjes; unbeabsichtigten Erlöschens der Flamme eine selbsttÖti-J ge Wiederzündung zu bewirken. Der bekannte Brenner! ist in erster Linie für leichtes Heizöl bestimmt, wie es in üblichen Wohnhausheizungen verbrannt wird. Solches : Heizöl enthält praktisch keine festen Bestandteile. Üfei dem bekannten Brenner sind deshalb keine Vorkehrung gen getroffen, um auch die vollständige Verbrennung fester Bestandteile zu gewährleisten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Brenner der eingangs genannten Art so auszubilden, daß auch die in den Abfallstoffen enthaltenen festen Bestandteile vollständig verbrannt werden.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß ein das zweite Rohr umgebendes drittes Rohr zur Zuführung von Blasluft vorgesehen ist, das in der Nähe des als Ringdüse ausgebildeten Mündungsteils des zweiten Rohres in einer Ringdüse endet.

Die aus dem dritten Rohr austretende Blasluft verhindert das vorzeitige Nachuntenfallen der festen Teilchen, und trägt diese in die I lamme, wo sie dann vollständig verbrennen. Dadurch ist es möglich, auch solche Abfallstoffe zu verbrennen, die einen großen Anteil an festen Bestandteilen enthalten. Das zentrale erste Rohr kann bis zu seiner Mündung hin einen großen Querschnitt haben, da die Mündung des zentralen Rohres nicht die Aufgabe hat, Brennstoff mit hoher Geschwindigkeit auszustoßen, sondern lediglich die Aufgabe der Zuführung der Abfallstoffe zu erfüllen hat. Die Zerstäubung, sofern man davon überhaupt sprechen kann, wird durch die aus dem zweiten Rohr austretende Luft bewirkt. Ein großer lichter Querschnitt für das innere Rohr ist für die Zuführung von Abfallmaterial mit festen Bestandteilen besonders vorteilhaft. Der aus dem Ringraum zwischen dem ersten und dem zweiten Rohr austretende Luftstrahl dient in erster Linie zur Formung der Flamme und zur ersten Vermischung des Abfallstoffes mit Verbrennungsluft. Dieser Luftstrahl könnte jedoch alleine nicht verhindern, daß feste Teilchen aus der Flamme heraus nach unten zu fallen versuchen. Diese Aufgabe erfüllt jedoch die aus dem dritten Rohr austretende Blasluft. Dadurch ist es möglich, nicht gefilterte Abfallstoffe über den Brenner in den Brennraum einzuführen.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist das dritte Rohr von einem der Zuführung von Sekundärluft dienenden Mantelrohr umgeben und auf dem dritten Rohr in der Nähe von dessen flammenseitigem Ende eine Stauscheibe angeordnet, deren Außenumfang zusammen mit der Innenwandung des Mantelrohres einen ringförmigen Durchlaß begrenzt. Durch die Zuführung der Sekundärluft über ein das dritte Rohr umgebendes Mantelrohr kann eine besonders günstige Luftführung erreicht werden. Mit Hilfe der Stauscheibe kann die Verwirbelung der Luft und ihre Lenkung noch

weiter verbessert werden. Die vorzugsweise vorgesehene Verschiebbarkeit der Stauscheibe gestattet die Einste' ing optimaler Strömungsverhältnisse derart, daß ein Abreißen der Flamme verhindert wird. Die Möglichkeit der Axialverschiebung der Scheibe gestat- s tet auch, eine Einstellung der Breite des zum Mantelrohr hin verbleibenden Ringschlitzos. wenn sich das Mantelrohr nach vorne hin verjüngt, wie dies gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen ist.

Zur weiteren Anpassungsmöglichkeit des Brenners an günstigste Strömungsverhältnisse kann das zweite und das dritte Rohr axial verschiebbar sein. Diese Axialverschiebung kann auch zur Veränderung der Ringdüsen benutzt werden, wenn sich der Ringraum zwischen dem ersten und dem zweiten Rohr und der Ringraum zwischen dem zweiten und dem dritten Rohr in der Nähe der Rohrenden verengt.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung begrenzt die Vorderkante des Mantelrohres zusammen mit einer Brennkammer einen Luftschutz für den Eintritt von tertiärer Verbrennungsluft und Kühlluft. Die durch den Schlitz eintretende Luft bewirkt eine wirksame Kühlung der Wand des Verbrennungsraumes.

Stromab der Mündung der Rohre ist vorteilhafterweise ein Glühkopf angeordnet. Unverbrannte Teile des Abfallstoffes, die auf diesen Glühkopf gelangen, verbrennen dann bei ihrer Berührung mit dem Glühkopf vollständig. Der Glühkopf hat z. B. eine Temperatur von 1.200 bis 1.400" C. Der Glühkopf bewirkt auch nach vorübergehendem Austritt nicht brennbarer Stoffe aus dem Brenner eine Wiederzündung, wie dies aus der bereits erwähnten US-PS 32 24 488 an sich bekannt ist.

In der Zeichnung ist ein Querschnitt durch einen Brenner dargestellt.

Der Brenner hat ein erstes Rohr 1, ein dieses umgebendes zweites Rohr 2 und ein das zweite Rohr 2 umgebendes drittes Rohr 3. Die Rohre sind innerhalb eines insgesamt mit 4 bezeichneten Mantelrohres angeordnet. Auf dem dritten Rohr 3 befindet sich eine Stauscheibe 5 und eine l.citblechanordnung 6. Zur Gesamtanordnung gehört auch eine Brennkammer 7 mit einer Wasscrbrause 8. In der Brennkammer 7 ist ein Glühkopf 9, der als Ring ausgebildet sein kann, angeordnet. Die genannten Einzelteile und ihr Zusammenwirken werden nachfolgend genauer beschrieben.

Das Mimtelrohr 4 hat eine Eintrttskammer 10 mit einem Luftcintrittsstutzen II. Die Kammer 10 ist .111 einer Seite durch einen Deckel 12 abgeschlossen. Im Zentrum des Deckels 12 befindet sich ein I lalterungsteil 13 für die Anordnung aus den Rohren 1, 2 und 3.

Das äußere Rohr 3 wird an einem Deckel )4 und am Ende des Halterungsteilcs 13 geführt. Zur Abdichtung nach außen dient eine Stopfbüchse 15.

Im äußeren Rohr 3 ist das Rohr 2 geführt. Am hinteren Ende ist eine Stopfbüchse 16 und ein Deckel 17 angeordnet, wobei der Deckel 17 /.ugleich zur Führung des Rohres 2 dient. In der Nähe des vorderen Endes sind Zentrierstücke 18 vorgesehen, z.B. drei um 120° gegeneinander versetzte Führungsstücke.

Im Rohr 2 ist das Rohr 1 gelagert, und /war ganz entsprechend wie das Rohr 2 im Rohr 3. wobei zui Führung wieder ein Deckel 19 sowie Führungsstücko 20 in der Nähe des vorderen Endes dienen. Auch hier ist eine Stopfbüchse 21 vorgesehen.

An den Ringraum 22 zwischen dem äußeren Rohr 3 und dem inneren Rohr 2 ist eine Druckluftleitung 23 angeschlossen, während an den Ringraum 24 zwischen den Rohren 1 und 2 eine Druckluftleitung 25 angeschlossen ist.

Die Leitblechanordnung 6 hat eine Nabe 26, auf der sich viele Bleche 27 befinden, die zur Achse des Brenners schräggestellt sind. Die Nabe 26 läßt sich längs des Rohres 3 verschieben und kann in jeder Verschiebelage mittels einer Stellschraube 28 festgestellt werden. Die Stauscheibe 5 hat ebenfalls eine Nabe 29 mit Stellschraube 30 und kann ebenfalls längs des Rohres 3 verschoben werden. Der äußere Rand 31 der Stauscheibe 5 bildet den inneren Rand eines Durchlasses 32, in dem keilförmige Drallbleche 34 angeordnet sind.

Das äußere Rohr 3 hat an seinem vorderen Ende eine Einziehung 35, die eine Verengung des Ringraumes 22 bis auf eine verhältnismäßig enge Ringdüse 36 bewirkt. Am vorderen Ende des zweiten Rohres 2 ist ein hohlkegelförmiger Einsatz 37 vorgesehen, der eine Verengung des Ringraumes 24 zu einer schmalen Ringdüse 38 bewirkt.

in der Brennkammer 7 befindet sich der Verbrennungsraum 39. In diesem Verbrennungsraum 38 ist der bereits erwähnte Glühkopf 9 befestigt, und /war über Halterungen 40. die an die Brennkammer« and angeschweißt sind.

Die Brennkammer 7 hat eine Austriitsöffnung 41 für die verbrannten Gase. Diese müssen jedoch zunächst eine Waschstrecke 42 durchströmen, in der Staubteilchen ausgewaschen und auch schädliche Gase neutralisiert werden können. Das Waschwasser tritt aus einem Brausekopf 43 aus und strömt über eine Leitung 44 ab. Bei einer Verbrennung auf See wird aus dem Brausekopf 43 Seewasscr ausgesprüht. In diesem Fall können auch chlorhaltige Abfallstoffe ohne jeden Zusatz verbrannt werden.

Das vordere Ende 51 des Mantelrohres 4 hat vom vorderen Ende 52 der Brennkammer 7 einen Abstand, so daß zwischen beiden ein Schiit/ 50 verbleibt.

Der Brenner arbeitet wie folgt.

Der zu verbrennende Abfallstoff w ird im Rohr 1 entsprechend dem Pfeil 45 zugeführt. Über den Ringraum 24 /wischen den Rohren I und 2 strömt entsprechend den Pfeil 46 Primärluft zu, die sich sofort mit dem Abfallstoff vermischt. Der Ringstrahl, der aus der Ringdüse 38 austritt, hat eine konvergente Form, wobei der Konvergenzpunki etwa bei 47 liegt. -Xuch über den Ringraum 22 w ird Druckluft zugeführt, die aus der Düse 36 austritt. Auch dieser Luftstrahl ist konvergent, wobei jedoch tier Konvergenzpunkt 48 wesentlich weiter vorne liegt als der Punkt 47. Feste SlolTieilchen. die vom Luftstrahl, der aus der Ringdüse 38 austritt, nicht in der Schwebe gehalten werden können, werden vom aus der Ringdüse 36 austretenden Luftstrahl mn in die Flamme getragen und verbrennen dort vollständig.

Einige der festen Teilchen weiden auch auf den Glühkopf 9 aufprallen und dort vollständig verbrennen.

Über den Schiit/ 50 wird tertiäre Luft angesaugt, die einmal zusätzlich zur Verbrennung beiträgt und zum anderen eine Kühlung der Wand der Brennkammer 7 bewirkt.

Die Möglichkeit de Verschiebung sowohl der Leitblechanordnung 6 als auch der Stauscheibe 6 als auch der Rohre 1, 2 und 3 gestattet die Einstellung des Brenners auf die jweils günstigsten Strömungsverhältnisse.

Der Brenner ist sowohl zur Verwendung in einer stationären Verbrenniingsanlage als auch in einer auf einem Schiff montierten Verbrennungsanlage geeignet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Brenner zur Verbrennung von feste brennbare Bestandteile enthaltenden flüssigen Abfallstoffen mii einem zentralen ersten Rohr zur Zuführung der Abfallstoffe und einem dieses umgebenden zweiten Rohr zur Zuführung von Primärluft das in der Nähe des flammenseitigen Endes des ersten Rohres ein Mündungsteii aufweist dadurch gekennzeichnet, daß ein das zweite Rohr (2) umgebendes drittes Rohr (3) zur Zuführung von Blasluft vorgesehen ist, das in der Nähe des als Ringdüse (38) ausgebildeten Mündungsteils des zweiten Rohres (2)

in einer Ringdüse (36) endet. '5

2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte Rohr (3) von einem der Zuführung von Sekundärluft dienenden Mantelrohr (4) umgeben ist und daß auf dem dritten Rohr (3) in der Nähe von dessen flammenseitigem Ende eine zo Stauscheibe (5) angeordnet ist, deren Außenumfang zusammen mit der Innenwandung des Mantelrohres (4) einen ringförmigen Durchlaß (32) begrenzt.

3. Brenner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stauscheibe (5) längs des dritten Rohres (3) verschiebbar und in jeder Lage feststellbar ist.

4. Brenner nach einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Mantelrohr (4) zu seinem in Höhe der Enden der Rohre (1, 2, 3) befindlichen Ende hin verjüngt

5. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite (2) und das dritte Rohr (3) axial verschiebbar ist.

6. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß stromab von der Mündung der Rohre M, 2,3) ein Glühkopf (9) angeordnet ist.

7. Brenner nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorderkante (51) des Mantelrohres (4) zusammen mit einer Brennkammer (7) einen Luftschlitz (50) für den Eintritt von tertiärer Verbrennungsluft und Kühlluft begrenzt.