DE2356487A1

DE2356487A1 - Lanze fuer einen wirbelschichtofen

Info

Publication number: DE2356487A1
Application number: DE2356487A
Authority: DE
Inventors: Erhard Albrecht; Heinz Wilhelm Oepke; Herbert Wulfmeier
Original assignee: Rheinstahl AG
Current assignee: Rheinstahl AG
Priority date: 1973-11-12
Filing date: 1973-11-12
Publication date: 1975-05-22
Also published as: US3910209A; CA1016414A

Description

DÜSSELDORF

REG. NR. 2423/24

Rheinstahl Aktiengesellschaft

43 Es sen,Am Rheinstahlhaus 1

.Lanze für einen Wirbelschichtofen

Die Erfindung bezieht sich auf eine. Lanze für einen Wirbelschichtofen, in welchem ein aus Festpartikeln bestehendes Wirbelbett durch von unten eingeblasene Luft fluidisierbar ist, wobei in der Ofenwandung ein Anschlußstutzen für die auf das Wirbelbett'gerichtete lanze vorgesehen ist, und letzterer über einen äußeren Anschluß öl zuführbar ist,

Eine.Lanze der vorstehend bezeichneten Art soll insbesondere bei einem Wirbelschichtofen Verwendung finden, der für die Verbrennung von Abwasserschlamm nach dem Wirbelschichtverfahren vorgesehen ist, wie es in der Zeitschrift "Brennstoff-Wärme-Kraft", 1966, Seiten 231/35, beschrieben ist. .Lanzen finden hierbei insbesondere für Startbrenner, um den Verbrennungsprozess einzuleiten, sowie für Zus.atzbrenner Ver-

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wendung. Grundsätzlich soll der Verbrennungsablauf des Schlammes selbstgängig sein. Wenn dies jedoch aus Gründen eines zu hohen Wassergehaltes des zu verbrennenden Schlammes nicht möglich ist, kann man mit Hilfe der Lanzen eine zusätzliche Beheizung vornehmen. Es ist bekannt, daß man auch Altöl in einem derartigen Wirbelschichtofen verbrennen kann, so daß man, um eine gegebenenfalls bestehende Unterdeckung des Wärmehaushaltes auszugleichen, nicht nur auf die Einbringung von Fremdwärme durch zum Beispiel Heizöl angewiesen ist, sondern auch andere Abfallstoffe mit höherem Heizwert, und zwar insbesondere Altöl, in verstärktem Maße dem Schlamm zusetzen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Lanze der einleitend beschriebenen Art so auszubilden, daß sie sich einerseits für die Zufuhr von Öl zum Wirbelbett und gegebenenfalls als Zusatzheizung für längere Zeit ungestört betreiben läßt, und daß sie andererseits auch den Eetrieb mit Altöl störungsfrei zuläßt. Stiftungen können bei eine.r derartigen Lanze vor allem durch Verkracken im Bereich hoher Temperaturen auftreten. Bei nur zeitweise betriebenen Lanzen ., um die es sich anmeldungsgemäß handelt, sind gerade derartige Störungen sehr häufig. Es wurde nun gefunden, daß sich Störungen der erwähnten Art vermeiden lassen, wenn man innerhalb der Lanze eine sehr große Strömungsgeschwindigkeit aufrechterhält. Diese günstige Wirkung läßt sich noch durch Maßnahmen unterstützen, die die Lanzen kalt halten. Eine Vorrichtung, die die Einhaltung der genannten Betriebsweise gewährleistet, kennzeichnet sich erfindungsgemäß dadurch, daß die Lanze mit einem weiteren Anschluß versehen ist, durch den sie über ein regel- J>arös Ventil mit einem Pressluftanschluß verbunden ist und über den ihr bei Verminderung der ölzufuhr zusätzliche Pressluft zugeführt wird.

Insbesondere ist es von Vorteil, wenn die Lanze, wie es prinzipiell nach der genannten Veröffentlichung, Seite 233, Bild 5, bekannt ist, die Ofenwandung im Bereich des Wirbel-

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bettes durchsetzt und etwa horizontal ausgerichtet ist.

Bei einer auf diese Weise ausgebildeten . .lanze ist es möglich, durch Zusatz von Pressluft zur Öleinspeisung, die unter dem Pressluftdruck entsprechenden Druck erfolgen muß, beim Betrieb der Lanze ständig eine sehr große Strömungsgeschwindigkeit aufrechtzuerhalten, und zwar insbesondere auch dann, wenn der ölzusatz verringert wird oder ganz ausfällt. Im letztgenannten-Fall wird die Lanze lediglich mit Luft betrieben* Die Geschwindigkeit läßt sich bei.der vorgesehenen Verwendung der Lanze in einem Wirbelbett sehr hoch wählen, ohne daß man ein Abreissen der Flamme befürchten muß, weil die Verbrennungsluft für das eingebrachte Heizöl in hinreichender.Menge im Wirbelbett vorhanden ist. Somit bedarf auch das ofenseitige Ende der neuen Lanze keiner besonderen Ausbildung,

um etwa die Zündung der Lanze . aufrechtzuerhalten; die Lanze kann hier gerade abgeschnitten werden.

Das genannte Heizöl kann weiterhin auch durch andere Brennstoffe, wie Kohlenstaub oder gasförmige Kohlenwasserstoffe, ersetzt werden. Mit besonderem Vorteil läßt es sich durch Altöl ersetzen, welches ohnehin vernichtet werden muß. Dank der Möglichkeit, ein Verkracken der zugesetzten Brennstoffe im heißen Bereich der Lanze mit Sicherheit zu unterbinden, erlaubt die neue Lanze in jedem Falle eine über lange Zeiten störungsfreie Betriebsweise.

Eine ständig hinreichend große Strömungsgeschwindigkeit wird innerhalb der Lanze am zweckmäßigsten dadurch gewährleistet, daß zwischen den beiden äußeren Anschlüssen der La'nze · und deren Einmündung in den Ofen eine Druckmessöffnung für einen Druckwertgeber vorgesehen ist, der an einen Druckregler angeschlossen ist, welcher über ein

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Stellglied die Pressluftzufuhr zur Lanze regelt und eine Sollwerteingabe aufweist, Mit der Sollwerteingabe wird ein Druckwert eingestellt, der derjenigen Strömungsgeschwindigkeit entspricht, bei welcher mit Sicherheit Verkrackungserscheinungen vermieden werden. Wenn der somit eingestellte Druck oder ein größerer Druckwert durch den Betrieb der neuen Lanze mit öl oder einem anderen Brennstoff erreicht wird, wird die Druckluftzufuhr mittels des Druckreglers gesperrt gehalten. Sowie jedoch der vorgesehene Druckwert durch den Brennstoff unterschritten wird, wird Pressluft zum Ausgleich des genannten Druckes zugesetzt. Das Stellglied, welches als mit dem regelbaren Ventil verbundener Motor sein kann, öffnet das Ventil des Pressluftanschlusses nach Maßgabe der vom Sollwert des Druckes und damit der Mindestgeschwindigkeit bestehenden Abweichung beim ausschließlichen Betrieb mit öl bzw. einem anderen Brennstoff.

D-ie neue Lanze eignet sich grundsätzlich für jede Betriebsweise, bei welcher die Strömungsgeschwindigkeit hinreichend groß ist, um die für das Verkracken von Brennstoffen erforderliche Zeit zu unterschreiten. Begünstigt wird diese Betriebsweise noch durch Maßnahmen, die der Kühlung der Lanze dienen. Zweckmäßig ist die Lanze deshalb zentral innerhalb eines die Ofenwandung durchsetzenden und die I^anze mit Abstand umgebendes Mantelrohres angeordnet, welches bis zur Lanzenmündung reicht und außen mit einer Pressluftzuleitung versehen ist. Durch ein derartiges Mantelrohr läßt sich bei Zufuhr kalter Pressluft eine ständige Kühlung aufrechterhalten .

Sofern mit den für die Verbrennung vorgesehenen Stoffen Festkörper in die Lanze gelangen sollten, oder sofern es wegen eines Bedienungsfehlers oder einer Versorgungsstörung der Pressluftzufuhr doch einmal zu Krackerscheinungen

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kommen sollte, ist es zweckmäßig, die hintere Öffnung der Lanze mittels eines lösbaren Blindstopfens verschlossen zu halten, der gegen einen sich in achsialer Richtung der Lanze erstreckenden sowie mindestens so lang wie letztere ausgeführten Stössel austauschbar ist. Mit Hilfe eines derartigen Stössels läßt sich dann die Lanze leicht von inneren Verunreinigungen befreien.

Zur weiteren Veranschaulichung der Erfindung sei auf die einen schematisch dargestellten Längsschnitt der neuen Lanze wiedergegebene Zeichnung Bezug genommen.

Im rechten Teil der Zeichnung ist ein Ausschnitt des Wirbelschichtofens in Nähe seines Bodens 1 mit angrenzender Ofenwand 2 dargestellt. Die Ofenwand 2 besteht innenseitig aus einer feuerfesten Zustellung und außenseitig aus einem Blechmantel 3, an den ein Flansch U angeschweißt ist. An letzteren ist ein Trägerflansch 5 der Lanze angeschraubt. Im Bereich der Durchdringung der Ofenwand 2 ist die eindringende Lanze 6 mittels einer Abstützung 7 gehalten.

Die Lanze 6 weist ein Zentralrohr 8 sowie ein Mantelrohr auf, an welches außen der Flansch 10 für den Pressluftanschluß angeschlossen ist. Innerhalb des Mantelrohres 9 ist das Zentralrohr 8 durch Distanzstücke 11 in seiner Lage gehalten.

Der äußere Teil der Lanze ist im wesentlichen ohne Mantelrohr ausgeführt und läßt zunächst die Druckmessöffnung erkennen, die an einen Druckwertgeber angeschlossen ist. Am hinteren Ende der Lanze 6 sind zwei Anschlüsse 13 und IH vorgesehen, von denen der Anschluß 13 für die Pressluft und der Anschluß 14 für das Heizöl vorgesehen ist. Den hinteren Abschluß

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Lanze bildet ein Blindstopfen 15, der in der beschriebenen Weise gegen einen Stössel austauschbar ist, um die ' . lanze notfalls reinigen zu können. Die erfindungsgemäße Ausführungsform gestattet nicht nur die Aufrechterhaltung einer zur Verhinderung der Verkrackung des Heizöls stets ausreichenden Strömungsgeschwindigkeit, sondern bei injektorartiger Einspeisung der Pressluft auch die Regelung der Heizölzufuhr, die infolge von Unterschieden der Viskosität und andere Eigenschaften mittels einer Düse weniger gut möglich wäre.

Der an der Druckmessöffnung 12 gewonnene Druckwert wird im Druckwertgeber 16 in ein elektrisches Signal umgewandelt, welches dem Regler 17 aufgegeben wird. Letzterer besitzt eine ergänzende Sollwerteingabe 18. Dadurch wird ein Sollwert vorgegeben, wie er der erforderlichen Mindestgeschwindigkeit, bei welcher eine Verkrackung vermieden .wird, entspricht. Sowie der bestehende Druckwert unterschritten wird, schaltet der Regler 17 den Stellmotor 19 ein, der sodann das Ventil 20 für die Press luft zufuhr 21. so weit öffnet, daß die Regelabweichung behoben wird.

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Claims

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PATENTANSPRÜCHE :

1. Lanze für einen Wirbelschichtofen, in welchem ein aus Festpartikeln bestehendes Wirbelbett durch von unten eingeblasene Luft fluidisierbar ist, wobei in der Ofenwandung ein Anschlußstutzen für die auf das Wirbelbett gerichtete Lanze vorgesehen ist, und letzterer über einen äußeren Anschluß öl zuführbar ist, dadurch ge- kennzeichnet₃ daß· die Lanze (6)' mit einem weiteren Anschluß (13) versehen ist, durch den sie über ein regelbares Ventil mit einem Pressluftanschluß verbunden ist, und über den ihr bei Verminderung der ölzufuhr zusätzliche Pressluft zugeführt wird.

2. Lanze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet₃ daß sie die Ofenwand (2) in an sich bekannter Weise im Bereich des Wirbelbettes durchsetzt und etwa horizontal ausgerichtet ist.

3. Lanze nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen ihren beiden äußeren Anschlüssen (13,1MO und deren Einmündung in den Ofen eine Druckmessöffnung (12) für einen Druckwertgeber vorgesehen ist, an den ein Druckregler angeschlossen ist, der über ein Stellglied die Pressluftzufuhr zur Lanze regelt und eine Sollwerteingabe aufweist, wonach der Druckwert bei Rückgang der Ölzufuhr durch Steigerung der Druckluftzufuhr konstant bleibt.

H. Lanze nach den Ansprüchen Ibis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Zentralrohr (8) innerhalb eines die Ofenwandung (2) durchsetzenden und sie mit Abstand umgebenden Mantelrohres (9) aufweist, welches bis zur Lanzenmündung reicht und außen an eine Pressluftzuleitung angeschlossen ist.

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5. Lanze nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß ihre hintere Öffnung der Lanze mittels eines lösbaren Blindstopfens (15) verschlossen ist, der gegen einen sich in achsialer Richtung der Lanze erstreckenden sowie mindestens ebenso lang wie letztere ausgeführten Stössel austauschbar ist.

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