DE2427958C3 - Brenner für Wirbelbettöfen - Google Patents
Brenner für WirbelbettöfenInfo
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- B01J8/24—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Brenner für Wirbelbettöfen zum Brennen von Zuschlagstoffen
für aushärtende Gemische, insbesondere für Beton, aus mineralischen Rohstoffen mit einem
vertikalen Reaktionsschacht, in dessen Sohle gleichmäßig auf der gesamten Fläche der Ofensohle verteilt
Brenner angeordnet sind, deren jeder einen gasförmigen Brennstoff führenden Zentralkanal und einen
koaxial hierzu gelegenen. Luft fünrenden Ringkanal aufweist. Ein solcher Brenner ist aus der DE-AS
17 58 244 bekannt
Bei dieser bekannten Ausbildung soll eine gute Durchmischung der Luft und des gasförmigen Brennstoffs
dadurch erreicht werden, daß der Brennstoff aus seitlichen Bohrungen in unmittelbarer Nähe des oberen
geschlossenen Endes des Zentralkanals etwa waagerecht austritt und dadurch den mantelstromförmig
aufsteigenden Luftstrom etwa rechtwinklig kreuzt.
Während es bei der bekannten Ausbildung lokal, d. h. innerhalb enger Grenzen zu einer befriedigenden
Mischung der an der Verbrennung beteiligten Gase kommen mag, so ergibt sich doch eine ungleichmäßige
Wärmeverteilung dadurch, daß bei vertretbarem Aufwand und damit begrenzter Brenneranzahl die Abstände
zwischen den Brennern relativ groß sind. Hinzu kommt, daß durch das etwa rechtwinklige Aufeinandertreffen
der beiden Gase der größte Teil der kinetischen Energie der Gase durch Verwirbelung verlorengeht und
nicht zu einer Lockerung und Durchbewegung des zu behandelnden Materials dienen kann. Dies ist besonders
dann unerwünscht, wenn das Material zum Zusammen backen und Versintern neigt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung tines Brenners für Wirbelbettöfen, mit dem einer relativ
großen Fläche des Ofenbodens Wärmeenergie zugeführt werden kann und bei dem auch ein großer Teil der
den aus dem Brenner austretenden Gasen innewohnenden kinetischen Energie zur Verfügung steht, um
Zusammenbackungen und Verklumpungen des Einsatzgutes entgegenzuwirken.
Ausgehend von der eingangs beschriebenen bekannten Ausbildung wird zur Lösung dieser Aufgabe
erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der Zentralkanal
des Brenners vertikal nach oben mündend und der Ringkanal am Austrittsende unter Bildung eines
Diffusors kegelartig divergierend ausgebildet ist.
Bei einer solchen Ausbildung beaufschlagt jeder Brenner einen verhältnismäßig großen Bereich des
Ofenquerschnitts und die kinetische Energie der Gasstrahlen wird weitgehend zur Bewegung und
Fluidisierung des Einsatzgutes genutzt
Vorteilhafterweise werden die Brenner so ausgelegt, daß die Austrittsgeschwindigkeit des Brenngases aus
dem Zentralkanal 100 bis 300 m/s und die Austrittsgeschwindigkeit der Luft aus dem Diffusor 10 bis 50 m/s
beträgt
Die Erfindung wird nachfolgend durch die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen
weiter erläutert Es zeigt
Fig.3 das obere Ende eines Brenners (Einzelheit A
aus F i g. 2) im Längsschnitt
Der Wirbelbettofen besteht aus einem vertikalen Schacht i aus zwei Schichten. Die innere Schicht 2 ist
eine Ausfütterung aus feuerfestem Ziegelstein und die Außenschicht 3 ist aus einem wärmeisolierenden
Werkstoff hergestellt. Der Schacht 1 ist durch eine Zwischenwand 4 in zwei Zonen geteilt In die obere
Zone C gelangt das Material zur thermischen Vorbereitung aus einem Bunkerauslauf 5 und in der
Zone D findet das Brennen des Materials statt, das aus der Zone C durch eine Überströmleitung 6 mit
Klappenverschluß 7 h-.erher gelangt.
In der Zone Cder thermischen Vorbehandlung ist ein
Rost 8 angeordnet, der das Material während seiner Vorerhitzung vor dem Brennen hält. Die Brennzone D
hat eine Auslaufvorrichtung 9 zur Abführung des gebrannten Materials.
An den Ofen ist über Rauchgaszüge 11 ein Zyklonabscheider 10 angeschlossen.
Die Herdsohle des Ofens stellt eine Gasbrenneranlage
12 dar. die von Zuleitungssan'.melleuungen 13 und 14
für Luft bzw. gasförmigen Brennstoff gespeist wird.
Die Gasbrenneranlage besteht aus mehreren Brennereinheiten 15, deren jede wiedeium mehrere Brenner
aufweist. Jede Brennereinheit besteht aus einem geschweißten Gehäuse 16, in dem Luftrohre 17 und
Gasrohre 18 eingebet sind. Die Gasrohre 18 gehen von einer Sammelleitung 19 aus. die mittels eines Flansches
20 an die Zuleitungssammelleitung 14 angeschlossen ist. Das geschweißte Gehäuse 16 hat einen Flansch 21 zum
Anschluß an die Zuleitungssammelleitung 13.
Die Gas- und Luftrohre 18 und 17 sind konzentrisch zueinander angeordnet, wobei das Gasrohr 18 einen
Zer'ralkanal bildet, der umgeben ist vom vom Luftrohr 17 gebildeten Ringkanal. Der Luft-Ringkanal endet in
einem kegelförmigen Mundstück 22, so daß jnter Ausbildung eines Diffusors 23 ein nach oben divergierender
Austrittskanal 24 für die Luft entsteht.
Zum Austritt des Brenngases ist im Mundstück 22 ein Zentralkanal 25 ausgebildet.
Im Betrieb wird dem Ofen über die Sammelleitungen 13 und 14 Luft und gasförmiger Brennstoff zugeführt.
Diese gelangen ohne Vorvermischung in die Brennzone Ddes Ofens, wo die Verbrennung des Gases erfolgt. Die
Rauchgase werden durch die Rauchgaszüge 11 dem ausgefütterten Zyklonabscheider 10 zugeleitet und von
dort unter den perforierten Rost 8 der Zone C der Wärmebehandlung zurückgeleitet.
durch den Bunkerauslauf 5 kontinuierlich der Zone C der Wärmebehandlung zugeführt, wo es auf den Rost 8
fällt und seine Vorerhitzung im Wirbelschichtzustand erfolgt
Aus der Zone der Wärmebehandlung gelangt das Material durch die Oberströmleitung6 in die Brennzone
D. Der Klappenverschluß 7 verhindert das Eintreten von Gasen aus der Brennzone D in die Zone C der
Wärmebehandlung.
Auch in der Bresmzone stellt sich durch die Zuführung
von Brenngas und Luft von unten in gleichmäßig verteilten, breitgefächert wirksamen Strahlen ein
Wirbelschichtzustand ein, wobei es zu einer schnellen Erhitzung bis zur Brenntemperatur und zum Aufblähen
durch die bsi der Verbrennung des gasförmigen Brennstoffes entstehende Wärme kommt.
Das gebrannte Fertigprodukt wird kontinuierlich aus der Brennzone D durch die Auslaufvorrichtung 9
abgezogen und die Rauchgase werden im ausgefütterten Zyklonabscheider 10 entstaubt und der Zone C der
Wärmebehandlung zugeleitet. Auch das im Zyklonabscheider 10 abgeschiedene Material wird dem Fertigprodukt
zugeschlagen.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Brenner für Wirbelbettöfen ?um Brennen von
Zuschlagstoffen für aushärtende Gemische, insbesondere tür Beton, aus mineralischen Rohstoffen mit
einem vertikalen Reaktionsschacht, in dessen Sohle gleichmäßig auf der gesamten Fläche der Ofensohle
verteilt Brenner angeordnet sind, deren jeder einen gasförmigen Brennstoff führenden Zentralkanal und
einen koaxial hierzu gelegenen. Luft führenden Ringkanal aufweist, dadurch gekennzeichnet,
daß der Zentralkanal (25) des Brenners vertikal nach oben mündend und der Ringkanal (24)
am Austrittsende unter Bildung eines Diffusors (23) kegelartig divergierend ausgebildet ist.
2. Brenner für Wirbelbettöfen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß er für eine Austrittsgeschwindigkeit
des Brenngases aus dem Zentralkanal von 100 bis 300 m/s und eine Austrittsgeschwindigkeit
der Luft aus dem Diffusor von 10 bis 50 m/s ausgelegt ist
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