DE2243156A1

DE2243156A1 - Verfahren und vorrichtung zum einspeisen von pulverfoermigen additivstoffen in verbrennungsraeume

Info

Publication number: DE2243156A1
Application number: DE19722243156
Authority: DE
Inventors: auf Nichtnennung. P Antrag
Original assignee: CEAG FILTER ENTSTAUBUNG
Current assignee: CEAG FILTER ENTSTAUBUNG
Priority date: 1972-09-01
Filing date: 1972-09-01
Publication date: 1974-04-18
Also published as: ES411636A1; FR2198605A5; DE2243156B2; CH556906A; IT978164B

Description

"Verfahren und Vorrichtung zum Einspeisen von pulverförmigen Additivstoffen in Verbrennungsräume "

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum dosierten Einspeisen von pulverförmigen Additivstoffen dn Verbrennungsräume und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, um mit Hilfe der Additivstoffe während des Verbrennungsvorganges freiwerdende Schadstoffe, wie zum Beispiel Schwefel, unschädlich zu machen.

Hierzu ist es bekannt, dem Verbrennungsraum von ■Verbrennungsanlagen zur Bindung von Schwefel-Oxyd verhältnismäßig kleine Mengen von Magnesium-Oxyd zuzuführen, um das Schwefel-Oxyd teilweise an das Magnesium-Oxyd zu binden.

Bei den bekannten Vorrichtungen dieser Art erfolgt die Dosierung und Einspeisung der Additive in den zum Verbrennungsraum führenden Transportluftstrom auf mechanische Weise.

So ist ein Gerät bekannt, bei dem in dem für die pulverförmigen Additivstoffe vorgesehenen Behälter ein Rührwerk angebracht ist, dessen Arme die Additivstoffe durch Dosierschlitze, die im Boden des Behälters angebracht sind, in die zu den Verbrennungsräumen führende Rohrleitung fördern.

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Die Dosierung der Aufgabemenge erfolgt hierbei durch Verstellung der Spaltbreite der Dosierschlitze·

Ein wesentlicher Nachteil dieser Geräte mit Dosierschlitzen besteht einerseits darin, daß sich die Dosierschlitze leicht zusetzen, weil diese Additive äußerst schlechte Fließeigenschaften haben und zum Kleben neigen, und andererseits darin, daß die Zuteilmenge nicht soweit verringert werden kann, wie es für kleinere Verbrennungskapazitäten erforderlich wäre.

Außerdem sind mechanische Zuteilvorrichtungen sehr verschleißanfällig und kostenaufwendig und somit für kleinere Verbrennungskapazitäten wirtschaftlich nicht tragbar.

Dies wirkt sich besonders deshalb nachteilig für den Umweltschutz aus, weil zur Zeit schon mehr als die Hälfte des leichten Heizöles auf Kleinfeuerstätten entfällt.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde Möglichkeiten zu schaffen, die auch über den Zeitraum einer gesamten Heizperiode weit sicherer als bisher die Einspeisung einer vorgewählten Menge an Additivstoffen gewährleisten, ferner auch die Einspeisung geringer Mengen,

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zum Beispiel 30 g oder weniger pro Heizstunde, zulassen und darüber hinaus auch weit weniger Investitionen als bekannte Verfahren und Vorrichtungen bedürfen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Additivstoffe pneumatisch mehr oder weniger in den Schwebezustand versetzt und im Schwebezustand pneumatisch in die Rohrleitung eingespeist werden.

Ferner kennzeichnet sich ein vorteilhaftes und erfinderisches Merkmal des vorbeschriebenen Verfahrens dadurch, daß die Additivstoffe kontinuierlich in den Schwebezustand versetzt werden.

Eine unter Umständen bevorzugte und erfinderische Variante des vorbeschriebenen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß die Additivstoffe intermittierend in den Schwebezustand versetzt werden.

Durch diese Maßnahmen werden die Additivstoffe nunmehr während des Dosierens und des Einspei sens ständig im Schwebezustand gehalten, so daß sie weder zusammen- , backen noch an der förderleitung anbacken können ,während bisher die Additivstoffe durch die mechanischen Dosier- und Fördermittel komprimiert wurden.

Eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß ein Behälter zur Aufnahme der Additivstoffe mittels einer

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druckgasdurchlässigen Wand in zwei Kammern aufgeteilt ist, daß in die eine Behälterkammer eine Druckgaszuleitung einmündet, in die ein regelbares Absperrorgan eingesetzt ist, daß ferner die andere Behälterkammer zur teilweisen Anfüllung mit Additivstoffen dient, und daß ' in die zweite Kammer eine pneumatische Förderleitung einmündet.

Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die Förderleitung als Saugleitung ausgebildet ist»

Auf diese Weise können einerseits allein durch mehr oder weniger Öffnen der Druckgaszuleitung auch mehr oder weniger Additivstoffpartikel in den Schwebezustand versetzt und aus dem Behälter in den Verbrennungsraum eingespeist werden. Andererseits kann die Intensität des Saugluftstromes den Erfordernissen der Förderleitung angepaßt werden, ohne daß die Dosierung selbst beeinflußt wird.

Eine vorteilhafte und erfinderische Ausgestaltung der vorbeschriebenen Vorrichtung kennzeichnet sich dadurch, daß die druckgasdurchlässige Wand als Zwischenboden ausgebildet ist, daß ferner die Druckgaszuleitung unterhalb des Zwischenbodens in den Behälter einmündet, während die oberhalb des Zwischenbodens befindliche Kammer zur teilweisen Anfüllung mit Additiv-

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stoffen dient, und daß nahe der Behälterdecke die Förderleitung einmündet, wobei vorzugsweise zudem der Behälter mindestens oberhalb des Zwischenbodens und mindestens bis zur maximalen !Füllgrenze der Additivstoffe gleiche Querschnitte aufweist. Auf diese Weise erhält man eine kompakte Bauweise und einen guten Wirkungsgrade

Eine bevorzugte und erfinderische Ausgestaltung einer vorbeschriebenen Einzelheit besteht /darin, daß in der Förderleitung hinter ihrer im Behälter angeordneten Mündung eine druckgasbetriebene Strahlpumpe angeordnet ist.

Hierdurch wird mit einfachen Mitteln außer dem zur Förderung der dosierten Additivstoffe notwendigen Sauggasstrom auch ein zur Förderung durch die Förderleitung dienender und eine feine Verteilung der Additivstoffe im Verbrennungsraum gewährleistender Druckgasstrom erzeugt.

Zur weiteren Verbesserung des Wirkungsgrades ist ein vorteilhaftes und erfinderisches Merkmal dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenboden als Schwingboden ausgebildet ist, wobei der Zwischenboden vorzugsweise elastisch durchbiegbar ausgebildet ist und vorzugsweise ferner mittels des durch den Zwischenboden hindurchströmenden Druckgases in Schwingung versetzbar ist_o

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Eine vorteilhafte und erfinderische Weiterbildung des vorbeschriebenen Gegenstandes kennzeichnet sich dadurch, daß in den Behälter oberhalb des Zwischenbodens eine druckgasbetriebene Strahlpumpe mit einer nahe des Zwischenbodens angeordneten Fangdüse und mit einem bis über die Füllgrenze der oberen Kammer reichenden Mischrohr eingesetzt ist, und daß der Diffusor dieses Strahlpumpe von dem über der Füllgrenze befindlichen Teil der oberen Behälterkammer gebildet ist, in welchem die Förderleitung einmündet.

Hierdurch kann die Füllhöhe eines Behälters und somit dessen Fassungsvermögen an Additivstoffen vergrößert werden, ohne die Dosierung zu beeinflussen, weil hierbei die Additivstoffe je nach Druckgasbeaufschlagung durch den Zwischenboden mehr oder weniger nunmehr unmittelbar über letzteren in den Schwebezustand , versetzt und aus dieser Zone abgesaugt werden.

Weiterhin kennzeichnet sich eine vorteilhafte und erfinderische Ausgestaltung des vorbeschriebenen Gegenstandes dadurch, daß der Behälter zwischen dem Zwischenboden und dem Diffusor der im Behälter angeordneten Strahlpumpe einen Füllstutzen aufweist, der nach oben zielend angeordnet ist und an welchem vor-

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zugsweise ferner ein bis über den Behälter reichender Nachfüllbehälter zur Aufnahme von Additivste» ff en vorzugsweise lösbar angeschlossen ist.

Durch diese Maßnahmen kann auch während des Betriebes der Behälter mit Additivstoffen nachgefüllt werden, ohne die Dosierung und Einspeisung zu beeinflussen. Außerdem läßt sich auch auf diese Weise das !Fassungsvermögen an Additivstoffen erheblich steigern. Dabei ist auch gewährleistet, daß der Behälter bei Bedarf selbsttätig nachgefüllt wird. .

Hierzu kennzeichnet sich noch eine vorteilhafte und erfinderische Ausgestaltung einer vorbeschriebenen Einzelheit dadurch, daß der Nachfüllbehälter die Form einer !Flasche aufweist und mit dem Boden nach oben gerichtet am Füllstutzen des Behälters aage ordnet ist, wobei vorzugsweise zudem der Flaschenhals im spitzen Winkel zur Längsachse des flaschenartigen Nachfüllbehälters angeordnet ist.

"Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 bis 3 schematische Darstellungen dreier, zueinander unterschiedlicher Dosier- und Einspeisvorrichtungen für Additivstoffe, jeweils im Längsschnitt. ,

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Alle drei Ausführungsformen haben einen im wesentlichen zylindrischen, geschlossenen und aufrecht stehenden Behälter 1, der mittels eines nahe des Behälterbodens angeordneten, druckluftdurchlässigen Zwischenbodens 2 in eine untere kleine Kammer 3 und in eine obere große Kammer 4- zweigeteilt ist.

In die Kammer 3 münden eine Druckgasleitung 5 und in die Kammer 4 eine als Saugleitung ausgebildete Förderleitung 6 ein.

Ferner ist in den Druckgasleitungen 5 aller Ausführungsformen ein als Mengenregulxerventil ausgebildetes Absperrorgan 7 angeordnet.

Zudem haben alle Ausführungsformen jeweils eine in der Förderleitung 6 angeordnete druckgasbetätigte Strahlpumpe 8. Als Druckgasquelle dient ein Luft ansaugender Kompressor 9» der über einen Verteiler sowohl die Druckgasleitung 5 als auch die Strahlpumpe 8 speisto Die Kammer A- ist zum Teil mit pulverförmigen Additivstoffen 10, zum Beispiel Magnesium-Oxyd angefüllt, die auf dem Zwischenboden 2 lagern, wobei es zweckmäßig ist, die maximale Füllhöhe der Kammer 4- mittels einer Markierung zu kennzeichnen. Unter Umständen kann die Anwendung von Dolomit als Additivstoff besonders vorteilhaft sein. In Fig. 1 besteht der Zwischenboden 2 aus elastischem •Gewebe. In Strömungsrichtung der Druckluft vor dem Absperrorgan 7 ist In ι \~iü ,Druckgasleitung 5 noch ein

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impulsgesteuertes Magnetventil 11 angeordnet, mit dessen Hilfe die Kammer 3 wahlweise intermittierend oder kontinuierlich mit Druckluft beaufschlagtwerden kann.

Erfolgt nun eine Druckluftbeaufschlagung der Kammer 3, strömt die Druckluft durch den Zwischenboden 2 in die Additivstoffschicht. Dabei wird die Additivstoffschicht aufgelockert und die in der oberen Zone befindlichen Additivstoffpartikel in den Schwebezustand versetzt.

Dieser Vorgang wird durch eine als l~Olge der periodischen Druckbeaufschlagung einsetzenden pulsierenden Bewegung des luftdurchlässigen Bodens unterstützt, wodurch aach die Bildung von Materialbrücken und Luftkanälen innerhalb der Additivstoffschicht verhindert wird.

Sodann wird mittels der Strahlpumpe 8 die in der Kammer 4 befindliche und mit Additivstoffpartikeln angereicherte Luft abgesaugt und durch die Förderleitung 6 in den nichtgezeichneten Verbrennungsraum zum Beispiel einer Ölheizung eingespeist.

Dabei ist die Anreicherung der in der Kammer 4 oberhalb des Additivstoffpegels befindlichen Luft mit Additivst off partikeln und somit die iii den Verbrennungsraum eingespeiste Additivstoffmenge durch die durch den Zwischenboden 2 hindurchströmende Druckluftmenge bestimmt, und kann durch wahlweise Veränderung der Druck-

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luftmenge den jeweiligen Erfordernissen angepaßt werden.

Bei Vorrichtungen mit großen Durchsatzmengen an Additivstoffen wird in das durch Druckluftbeaufschlagung des Zwischenbodens 2 bereits aufgelockerte Gemenge zu— sätzlich durch eine mittig durch den Zwischenboden 2 geführte, an den Kompressor 9 angeschlossene Düse 12 Luft eingeblasen. Infolge der damit verbundenen zusätzlichen Aufwirbelung der oberen Randschichten des Additivgemenges findet eine zusätzliche Anreicherung der Behälterluft mit Additiven statt...

Die Füllung des Behälters 1 mit Additivstoffen 10 kann wie bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsfonn nach dem Lösen des Behälterdeckels 1¹ erfolgen.

In Fig. 2 ist die Schütthöhe der Additivstoffe 10 weit größer als beim Gegenstand der Fig. 1. Ferner ist hierbei im Behälter 1 eine weitere druckluftbetätigbare Strahlpumpe angeordnet, deren vom Kompressor 9 speisbare Treibdüse 13 den Zwischenboden geringfügig überragt. Gleichachsig zu letzterer und mit Abstand zu dieser ist die an der Behälterwand gehalterte Fangdüse 14-mit Mischrohr 15 angeordnet, während als Diffusor der über der Additivstoffschicht befindliche Teil der Behälterkammer 4 dient. In diesen Teil mündet die Förderleitung 6 ein.

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In der Zuleitung zur Treibdüse 13 ist noch ein als Mengenregulierventil ausgebildetes Absperrorgan 7* "und in der Zuleitung zur Strahlpumpe 8 ein Absperrorgan 7^ft .angeordnet·

Mit 16 ist eine elektrische, sowohl auf den Abtriebsmotor des Kompressors 9 als auch auf die Magnetventile wirksame Schaltanlage bezeichnet.

Es ist auch möglich, den Behälter 1 über eine ^Rohrleitung 17 pneumatisch mit Additivstoffen zu füllen. Außerdem ist im Behälter 1 noch ein Süllstandkontrollgerät 18 vorgesehen.

In der Behälterwand oberhalb des Additivniveaus ist ein Ventil 19 angeordnet, durch welches bei Bedarf Luft aus der Atmosphäre angesaugt werden kann. Dies wird erforderlich, wenn die vom Kompressor 9 in den Behälter 1 zugeführte Luftmehge ein zur einwandfreien Förderung der im Schwebezustand gehaltenen Additivst off partikel durch die Förderleitung 6 notwendiges Luftmengen-Minimum unterschreitet, da bei zu geringer Luftmenge sich die Additiirstoffpartikel in der Förderleitung niederschlagen könnten.

Die in Fig. 3 dargestellte Vorrichtung ist für verhältnismäßig kleine Heizanlagen ausgelegt und vermag ca. 10 bis 100 g pro Heizstunde zu dosieren und in den Brennraum einzuspeisen.

Als Besonderheit gegenüber den vorher beschriebenen Ausführungsformen, weist diese Vorrichtung einen Füllstutzen 20 auf, der zwischen dea Zwischenboden 2 und der oberen

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Mündung des an der Behälterwand gehalterten Miβehrohres 15 in die Behälterkammer 4 einmündet· Der Füllstutzen 20 ist schräg nach oben gerichtet. An seinem freien üidteil ist mittels einer Muffe 21 ein Nachfüllbehälter 22 lößbar angeschlossen. Dieser hat die Form einer Flasche, deren ■ Hals 25 so schräg zur Längsachse des Nachfüllbehälter 22 gerichtet ist, daß letzterer im Gebrauchszustand mit dem Boden nach oben zielend angeordnet ist und den Behälter 1 überragt.

Durch die im wesentlichen dreieckige Form des Nachfüllbehälters 22 mit schräg zur Längsachse gerichtetem Hals ist es, wie in strichpunktierten Linien dargestellt, möglich, den Nachfüllbehälter 22 so an den Stutzen 20 anzusetzen, daß dabei keine Additivstoffe aus dem Nachfüllbehälter 22 herausfallen können.

Versuche haben ergeben, daß gute Erfolge zu erzielen sind, wenn die Korngröße der pulverförmigen Additivstoffe 10 bis 90 ■« beträgt.

Anstelle der Ventile 7* können in vorteilhafter Weise fernsteuerbare, vom Mengendurchsatz zum Beispiel einer ölheizung beeinflußbare Hegelventile oder dergleichen angeordnet sein, so daß stets entsprechend der Durchsatzmenge an Heizöl anteilweise eine entsprechende Menge an Additivstoffen in den Verbrennungsraum eingespeist wird. Alle neuen in der Beschreibung und/oder Zeichnung offenbarten Einzel- und Kombinationemerkmale werden als erfindungswesentlich angesehen.

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Claims

Patentansprüche :

1. Verfahren zum dosierten Einspeisen von pulverförmigen, schlechte Fließeigenschaften aufweisenden Additivstoffen aus einem Behälter durch eine Rohrleitung in Verbrennungsräume, dadurch gekennzeichnet, daß die Additivstoffe (10) pneumatisch mehr oder weniger in den Schwebezustand versetzt und im Schwebezustand pneumatisch in die Rohrleitung (6) eingespeist v/erden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Additivstoffe (10) kontinuierlich in den Schwebezustand versetzt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Additivstoffe (10) intermittierend in den Schwebezustand versetzt werden.

4. Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (1) mittels einer druck-

• gasdurchlässigen Wand in zwei Kammern (3+²O aufgeteilt ist, daß in die eine Behälterkammer (3) eine Drückgaszuleitung (5) einmündet, in die ein regelbares Absperrorgan (7) eingesetzt ist, daß ferner die andere Behälterkammer (4) zur teilweisen Anfüllung mit Additivstoffen (10) dient, und daß in die zweite Kammer (4·) eine pneumatische Pörderleitung (6) einmündet.

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5. Vorrichtung nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderleitung (6) als Saugleitung ausgebildet isto

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die druckgasdurchlässige Wand als Zwischenboden (2) ausgebildet ist, daß ferner die Druckgaszuleitung (5) unterhalb des Zwischenbodens (2) in den Behälter (1) einmündet, während die oberhalb des Zwischenbodens (2) befindliche Kammer (4) zur teilweisen Anfüllung mit Additivstoffen (10) dient, und daß nahe der Behälterdecke die Förderleitung (6) einmündet.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter

(1) mindestens oberhalb des Zwischenbodens (2) und mindestens bis zur maximalen Füllgrenze der Additivstoffe (10) gleiche Querschnitte aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5j dadurch gekennzeichnet, daß in der Förderleitung (6) in Förderrichtung hinter ihrer im Behälter angeordneten Mündung eine druckgasbetriebene Strahlpumpe (8) angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden , Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenboden (2) als Schwingboden ausgebildet ist.

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10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den Behälter (1) oberhalb des Zwischenbodens (2) eine druckgasbetriebene Strahlpumpe (13»14-,15) mit einer nahe des Zwischenbodens (2) angeordneten Fangdüse (14) und mit einem bis über die Füllgrenze der oberen Kammer (4) reichenden Mischrohr (15) eingesetzt ist, und daß der Diffusor dieser Strahlpumpe von dem über der Füllgrenze befindlichen Teil der oberen Behälterkammer (4·) ge-^- bildet ist, in welchem die Förderleitung (6) einmündet.

11. Vorrichtung nach einem oder mehreren, der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (1) zwischen dem Zwischenboden (2) und dem Diffusor der im Behälter (1) angeordneten Strahlpumpe (13*14,15) einen Füllstutzen (20) aufweist, der nach oben zielend angeordnet ist und an welchem vorzugsweise ferner ein bis über den Behälter (1) reichender Nachfüllbehälter (22) zur Aufnahme von Additivstoffen. (10) vorzugsweise lösbar angeschlossen ist.

12. Vorrichtung nach einem öder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Nachfüllbehälter (22) die Form einer Flasche aufweist und mit

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dem Boden nach oben gerichtet am Füllstutzen (20) des Behälters (1) angeordnet ist, wobei vorzugsweise zudem der Hals (22) im spitzen Winkel zur Längsachse des flaschenartigen Nachfüllbehälters (22) angeordnet ist.

13· Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den als Diffusor dienenden Teil der Behälterkammer (4-) eine pneumatische Additivstoffülleitung (17) einmündete

. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Druckgas zuleitung zur Düse (12,13) ein vom Mengendurchsatz der Verbrennungsanlage steuerbares Regelventil angeordnet ist.

Dipl.-Ing. Conrad K Patentanwalt

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