DE2630650A1

DE2630650A1 - Kontinuierliches verbrennungsverfahren fuer mineralische oder organische brennstoffe und anlage fuer die durchfuehrung dieses verfahrens

Info

Publication number: DE2630650A1
Application number: DE19762630650
Authority: DE
Inventors: Bernard Demoiseau
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-07-04
Filing date: 1976-07-05
Publication date: 1977-01-20
Also published as: IT1075752B; US4077337A; FR2316543B1; SE7607427L; FR2316543A1; NL7607308A; CH585874A5; OA05374A; BR7604371A; IN144838B; BE843666A; AU1547976A; JPS528531A; GB1557676A

Description

PATENTANWÄLTE

D-1 BERLIN-DAHLEM 33 · PODBIELSKIALLEE D-8 MÜNCHEN 22 · WIDENMAYERSTRASSE 49

Bernard Demoiseau

BERLIN:

DIPL.-ING. R. MÜLLER-BÖRNER

MÜNCHEN: DIPL.-ING. HANS-HEINRICH WEY DIPL.-ING. EKKEHARD KÖRNER

Berlin, den 5. JUIi 1976

Kontinuierliches Verbrennungsverfahren für mineralische oder organische Brennstoffe und Anlage für die Durchführung dieses Verfahrens

(Schweiz, Nr. 8.715/75 vom 4. Juli 1975)

7 Seiten Beschreibung 5 Patentansprüche 1 Blatt Zeichnung

25 970 - MP

BERLIN: TELEFON (030) 8312O88 KABEL: PROPINDUS · TELEX OI 84O57

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MÜNCHEN: TELEFON (O89) 22558S
KABEL: PROPINDUS · TELEX O524244

Gegenstand dieser Erfindung sind ein kontinuierliches Verbrennungsverfahren für mineralische oder organische Brennstoffe und eine Anlage zur Durchführung dieses Verfahrens.

Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man die Verbrennung in einem geschlossenen Raum stattfinden lässt, in den man in regulierter Menge praktisch reinen Sauerstoff als Zündstoff einlässt und in dem sich auch Wasserdampf "befindet, so dass die aus dem Brennstoff freiwerdenden Gase durch Vereinigung mit dem Sauerstoff eine halbkontinuierliche Explosion (Primärwirkung) erzeugen, die ihrerseits eine Atomisierung des Wassers und der in dem Raum enthaltenen Gase durch atomare Explosion (Sekundärwirkung) hervorruft.

Die Anlage zur Durchführung dieses Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass sie einen geschlossenen Raum umfasst, der mit mindestens einer mit einer Säuerstoffquelle verbundenen Zufuhrleitung und einer Abgasauslassleitung versehen ist sowie mit Einrichtungen, die eine Regulierung der Sauerstoffmenge ermöglichen.

Die Zeichnung zeigt als Beispiel eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes·

Fig. 1 ist eine vereinfacht dargestellte Seitenansicht einer Anlage, die zur Verbrennung von flüssigen, festen oder gasförmigen Brennstoffen mineralischer oder organischer Herkunft dient.

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■pig. 2 ist ein vereinfacht und in grösserem Masstab gezeichneter Schnitt durch einen Teil der Anlage und !Fig. 3 ist ein in noch grösserem Masstab gezeichneter Schnitt eines Details der Anlage.

Die dargestellte Anlage umfasst einen geschlossenen Raum in den man den Brennstoff kontinuierliche einbringt, wenn er flüssig oder gasförmig ist oder in den man aufeinanderfolgende Chargen des Brennstoffes einbringt, wenn er fest ist. Der Raum 1 ist gegen Luftzutritt völlig abgedichtet. Seine einzige Zufuhrleitung 2 ist mit einem Behälter 3 rait reinem oder praktisch reinem Sauerstoff verbunden. Zur Regulierung der in den Raum 1 eingebrachten Menge Sauerstoff dient ein Ventil 4, das z.B. durch einen Elektromotor 5 betätigt wird, der gegebenenfalls an eine automatische Steueranlage angeschlossen werden kann. Schliesslich ist dieser Raum noch mit einer Auslassleitung 6 für die Verbrennungsgase versehen, deren mit Hilfe eines Ventils zur Aufrechterhaltung eines vorgegebenen Drucks in diesen Raum regulierbarer Querschnitt weit geringer ist als der eines herkömmlichen Kessels gleicher Leistung, und zwar weil die Verbrennung mit reinem oder praktisch reinem Sauerstoff unterhalten wird, während zum Bereitstellen der gleichen Menge Sauerstoff ein fünfmal grösseres Volumen Luft erforderlich wäre.

Der Versuch zeigt, dass man durch diese Verbesserung der Verbrennung zu beträchtlichen Einsparungen an Brennstoff

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-zukann, denn es handelt sich um eine langsame und kontinuierliche Verbrennung, deren Geschwindigkeit durch die in den Raum 1 eingelassene Menge Sauerstoff bestimmt wird, für deren Regelung man den im Raum herrschenden Druck als Stellgrösse benutzen kann.

Die Arbeitsweise der Anlage kann anhand von Fig. 2 erläutert werden, wo der Raum 1 in einer vereinfachten Schnittdarstellung gezeigt ist. Der Brennstoff, z.B. Braunkohle, bildet bei 7 eine den Boden des Raums bedeckende Schicht.

Venn die Anlage in Betrieb gesetzt wird, findet zunächst eine normale oder quasi-normale Verbrennung des Brennstoffs 7 statt, die einerseits eine' progressive Erhöhung der Temperatur und andererseits eine progressive Erhöhung des in dem Raum herrschenden Drucks hervorruft.

Ist eine bestimmte Temperatur- und Druckschwelle erreicht, so verbinden sich die bei 8 angedeuteten, vom Brennstoff freigesetzten Gase mit dem in den Raum eingelassenen Sauerstoff in einer chemischen Vereinigung, die Explosionen entstehen lässt, die sich verstärken, um zu einer halbkontinuierlichen Explosion zu werden. Dieser Vorgang wird hier "Primärwirkung" genannt.

Ist die halbkontinuierliche Explosion erreicht, so setzt sie eine beträchtliche Momentan-Wänneenergie frei, dank der der Wasserdampf, den der Raum enthält, sowie die aus dem Brennstoff entweichenden Gase durch Atomisieren

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zersetzt werden. Dieser Vorgang, der in einer in Fig. 2 schematisch angedeuteten mit 9 bezeichneten, im wesentlichen kugelförmigen Zone stattfindet, wird als "Sekundärwirkung" bezeichnet· Im übrigen stammt dieses Wasser in der überwiegenden Mehrzahl der Fälle aus dem Brennstoff selbst, es kann aber bei Bedarf auch in den Raum eingelassen werden, wo es vor der Atomisierung verdampft wird· Bei dieser Zersetzung des Wassers und der Gase wird eine beträchtliche Energiemenge frei, die sich vom Heizwert des Brennstoffs in der herkömmlichen Bedeutung des Begriffs unterscheidet·

Es handelt sich streng genommen um eine fortgesetzte atomare Explosion, dessen Ausmass durch die in den Raum eingelassene Menge Sauerstoff bestimmt wird·

Bas Resultat dieses Vorganges besteht darin, dass die verfügbare Gesamtenergie weit grosser ist als der Heizwert des Brennstoffs·

Weiterhin wird dabei nicht nur die Wärmeenergie ausgenutzt, sondern auch die Strahlungsenergie der verschiedenen Arten von Strahlung, die die Hitzezone 9 ausstrahlt, wo das Zerfallen in Atome (Sekundärwirkung) stattfindet, sowie auch die anderen Energiearten,wie etwa die kinetische Energie der Bewegung der Gasmoleküle im Raum·

Diese Energie kann entweder direkt zum Erhitzen eines Gases oder einer Flüssigkeit, ζ·Β· von Wasser, benutzt werden oder man kann sie indirekt ausnutzen, wie z.B. zum Er-

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zeugen von Elektrizität mit Hilfe von Gasturbinen.

Versuche haben gezeigt, dass der Vorgang begünstigt wird, wenn an den Wänden des Raumes 1 henkelartige Segmente angebracht sind, wie etwa die Segmente 10, von denen Fig. 3 einen im Detail zeigt, in denen mehrere biegsame Drähte 11, z.B. aus Kuper, von denen einer in der Zeichnung zu sehen ist, angeordnet sind, die an den Enden der die Segmente bildenden, gebogenen Rohre angeschweisst sind und die das gesamte Rohr durchlaufen, ohne dessen Wände zu berühren und ohne einander zu berühren.

Das erfindungsgemässe Verfahren ermöglicht die Verbrennung der unterschiedlichsten brennbaren Stoffe, wie etwa Haushaltsmüll, Abfälle aller Art, Holz, Torf, Brauikohle, Steinkohle, Heizöl, Öle, Fette,usw.

Unabhängig vom Brennstoff - und sogar bei Substanzen, die an der Luft schnell verbrennen, wie etwa Papier oder Holz kann die Verbrennungsgeschwindigkeit nach Belieben so reguliert werden, dass etwa 100 g Holz so langsam verbrannt werden können, dass die vollständige Verbrennung drei Stunden dauert, ohne dass sie unterbrochen wird. Aus der Tatsache, dass man anstelle von Luft Sauerstoff allein benutzt, ergibt sich, dass das Volumen des in den Raum gelangenden Gases fünfmal kleiner ist als das bei Luft zum Unterhalten der Verbrennung erforderliche Volumen, was wiederum bedeutet, dass das Volumen des abzuführenden Gases in derselben Grössenordnung liegt, woraus

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sich als Folgerung die folgenden Vorteile ergeben:

1) Es wird mit den verbrannten Gasen weniger Wärme abgeführt.

2) Diese Gase lassen sieb, leichter behandeln und ungefährlich machen, bevor sie in die Atmosphäre entlassen werden, was bis zur vollständigen Absorption, z.B. mit Aktivkohle, gehen kann.

3) Die abgeführten Gase enthalten sehr wenig Staub, so dass weniger umfangreiche Vorrichtungen zum Abscheiden des Staubes benutzt werden können.

4-) Die Verschmutzung der Feuerungsanlagen ist auch dann praktisch gleich Null, wenn Abfälle verbrannt werden, wodurch häufiges Reinigen entfällt.

5) Die entweichenden Abgase sind durch die Atomisierung weniger schädlich.

Patentansprüche:

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Claims

PAOJEHTAirSPBÜCHE

"Verfahren zur kontinuierlichen Verbrennung mineralischer oder organischer Brennstoffe, dadurch gekennzeichnet, dass diese Verbrennung in einem abgeschlossenen Raum stattfindet, in den man eine regulierte Menge prak- · tisch reinen Sauerstoffs als Zündstoff einlässt und in dem sich auch Wasserdampf befindet, so dass die aus dem Brennstoff entweichenden Gase durch Vereinigung mit dem Sauerstoff eine halbkontinuierliche Explosion (Primärwirkung) herbeiführen, die ihrerseits eine Atomisierung des im Raum enthaltenen Wassers und der im Raum enthaltenen Gase durch Zerfallen in Atome bewirkt (Sekundär- . wirkung).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man für seine Atomisierung das-Wasser benutzt, das aus dem Brennstoff während dessen Verbrennung entweicht.

3- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man für seine Atomisierung zusätzliches Wasser in diesen geschlossenen Raum einlässt,

4·. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen abgeschlossenen Raum umfasst, der mit mindestens einer an eine Sauerstoffquelle angeschlossenen Zufuhrleitung und einer Auslassleitung für die Abgase versehen ist sowie mit Einrichtungen, die eine Regulierung der Sauerstoffzufuhr ermöglichen.

5- Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Raum aussen mit Rohrsegmenten versehen ist, die in verschiedenen Höhen in das Raurainnere einmünden und in

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denen Kupferdrähte angeordnet sind, die die Bohrsegmente in ihrer gesamten Länge durchlaufen, ohne in Berührung mit deren Wänden oder miteinander zu kommen.

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Jo

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