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Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung einer
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Suspension von feinkörniger Kohle in Luft als Brennstoff für einen
Brenner.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Suspension
feinkörniger Kohle in Luft, insbesondere ein Verfahren zur Erzeugung eines leicht
brennbaren, gasähnlichen Brennstoffes aus pulverisierter Kohle zur Verwendung in
einem Brenner.
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Ublicherweise wird zur Erhöhung des Verbrennungswirkungsgrades von
Kohle diese zunächst grobkörnig gebrochen, ehe sie in die Brennkammer eines Brenners
eingeleitet wird. Aufgrund der Teilchengröße der grobkörnigren Kohle kann sie nicht
in I,uft suspendiert werden. Folglich kann selbst rnit der Hilfe eines sekundären
Frischluftgeblases die grobkörnige Kohle nicht volständip verbrannt werden. Infolgedessen
verbleibt ein Teil der grobkörnigen Kohle unverbrannt und fällt auf den Boden der
Brennkammer.
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Hinzu kommt, daß Brenner, welche diese grobkörnige Kohle als Brennstoff
verarbeiten, relativ großräumig sind.
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Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Erzeugung einer Suspension
feinkörniger Kohle in Luft als Brennstoff für einen Brenner vorgeschlagen, welches
dadurch gekennzeichnet ist, daß pulverisierte Kohle in ausreichend strömender Frischluft
verteilt wird, um einen leicht brennbaren, gasähnlichen Brennstoff zu erzeugen,
ehe diese in die Brennkammer des Brenners eingelassen wird,- und daß der leicht
brennbare, gasähnliche Brennstoff in die Brennkammer des
Brenners
eingeblasen wird.
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Folglich ist als erfindungsgemäße Vorrichtung ein primärer Gebläsemischer
vorgesehen, welcher das oben beschriebene Verfahren durchführt, wobei dieser zwischen
einer Zuführungseinrichtung für pulverisierte Kohle und der Brennkammer angeordnet
ist. Der Gebläsemischer enthält ein Gebläse, welches einen Einlaß und einen Auslaß
sowie ein T-förmiges Rohr, dessen eines Ende mit dem Einlaß des Gebläses und dessen
anderes Ende mit dem Ausgangsmundstück der Zuführungseinrichtung für pulverisierte
Kohle in Verbindung steht, aufweist, wobei das verbleibende Ende frei bleibt, um
Frischluft einzupumpen, wenn das Gebläse angeschaltet ist, und um gleichzeitig es
zu ermöglichen, daß ein Teil der pulverisierten Kot0le, welcher nicht durch das
Gebläse angesaugt wird, nach außen fallen kann.
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Weiterer Gegenstand der Erfindung ist es, einen leicht brennbaren,
gasähnlichen Brennstoff zu schaffen, in welchem die Kohle vollständig in der Frischluft
suspendiert ist, ehe sie in die Brennkammer gelangt, wobei dieser Brennstoff mit
sehr viel höherem Wirkungsgrad verbrannt werden kann.
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Weiterer Gegenstand der Erfindung ist es, einen leicht brennbaren,
gasähnlichen Brennstoff zu schaffen, der gleichermaßen leicht wie Flüssigkeitsgas
gehandhabt werden kann.
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Weiterer Gegenstand der Erfindung ist es, einen Brenner zu schaffen,
der mit einem Gebläsemischer versehen ist, wodurch die pulverisierte Kohle mit höherem
Wirkungsgrad in der Brennkammer verbrannt werden kann.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand einer in den Zeichnungen beispielhaft
veranschaulichten Ausführungsform näher erläutert.
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Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer bevorzugten
Ausführungsform, mittels derer ein leicht brennbarer, gasähnlicher Brennstoff nach
der vorliegenden Erfindung erzeugt und verwandt werden kann; und Fig. 2 ein perspektivische
Ansicht einer Ausführungsform gemäß Fig. 1.
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Wie in iig . 1 gezeigt, weist ein Gebläsemischer, dt?1 wischen einer
Brennkammer 1 und einer Zuführungseinrichtung 6 für pulverisierte Kohle aus einem
Kohlesilo 5/ein Gebläse 8 8 und ein T förmiges Rohr 16 auf. Der Auslaß des Gebläses
8 steht mit einem konischen Gehäuse 10 an dessen Einlaß 15 in Verbindung und der
Einlaß des Gebläses 8 steht mit einem Ende des T-förmigen Rohres 16 in Verbindung.
Das andere Ende des T-förmigen Rohres 16 steht mit dem Mundstück der Zuführungseinrichtung
6 für pulverisierte Kohle in Verbindung. Ein anderes Ende 7 des T-förmigen Rohres
6 verbleibt frei, um frische Luft einzupumpen. Ein Sammler 17 für pulverisierte
Kohle ist unter dem freien Ende 7 angeordnet.
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Während das GEbläse beginnt, zu laufen, werden pulverisierte Kchle,
die durch die Zuführungseinrichtung 6 fällt, und die Frischluft vom freien Ende
7 zusammen in das Gebläse 8 gesaugt. In dem Gebläse 8 wird die pulverisierte Kohle
vollständig in der strömenden Frischluft suspendiert, ehe sie den Auslaß des Gebläses
8 verläßt. Während ein Ventil 31 betätigt wird, um die Strömungsmenge der Suspension
pulverisierter Kohle in uft zu verringern, wird ein Teil der pulverisierten Kohle,
der nicht in das Gebläse eingesaugt werden kann, nach unten in den Sammler 17 fallen.
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Zur Erläuterung der leichten Verbrennung und der einfachen Arbeitsweise
der Suspension pulverisierter Kohle in Luft wird ein üblicher Ölbrenner, der mit
dem Gebläsemischer versehen ist, im folgenden beschrieben.
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Die leicht brennbare Suspension pulverisierter Kohle in Luft, welche
in das konische Gehäuse 10 eingeblasen wurde, wird weiter in die Brennkammer 1 durch
eine ringförmige Öffnung 13 ausgestossen. Während eine Zündeinrichtung 9 zündet,
wird die Suspension pulverisierter Kohle in Luft heftig verbrannt. Mit Hilfe von
Frischluft aus einem Sekundärgebläse 4 wird sie mit hohem Wirkungsgrad und vollständig
verbrannt.
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Da es beabsichtigt ist, daß das Ö1 zusammen mit der Suspension pulverisierter
Kohle in Luft verbrannt wird, kann der Clbrennstoff in die Brennkammer durch eine
Düse 14 aus einer Ölzuführungsleitung 2 eitlgespritzt werden. Am Auspuff der Brennkammer
1 ist ein Zyklonabscheider 11 mit einem Kamin 12 vorgesehen, um die Brenngase und
die Abluft zu reinigen, ehe diese in die Atmosphäre entlassen wird.
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Die folgenden Versuchsbedingungen und Verbrennungsresultate wurden
mittels der in Fig. 2 veranschaulichten Ausführungsform erzielt, bei welcher der
gasähnliche Brennstoff aus pulverisiert er Kohle suspendiert in Frischluft nach
der vorliegenden Erfindung verwendet wurde. Die Resultate zeigen, daß die Suspension
pulverivierter Kohle iri D'rischluSt ein leicht brennbarer und handhabbarer Brennstoff
ist und ebenso bequem wie Flüssiggas verwendet werden kann.
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Versuchsbedingungen 1. Fläche der Wärmeübertragung: 46 m2 2. Größe
der Verbrennungskammer: Durchmesser 8140 mm x Länge 2200mm (Morrison-Typ) 3. Das
Gebläse des Gebläsemischers: a) Leistung 3 PS (HP) b) Fördermenge ca. 1200 m3/h
c) Gebläsedruck 150 mm Wassersäule
14. Sekundärgebläse a) Leistung
5 HP b) Fördermenge ca. 2400 m3/h maximum c) Blasdruck 250 mm Wassersäule 5. Zündeinrichtung
für Flüssiggas: Ubergangsspannung 6000 Volt 6. Qualität der pulverisierten Kohle:
a) Korngröße 100 mesh b) fleizwert ca. 6200 Kcal/kg Verbrennungsbedingungen 1. Einstellung
des Steuerventils 31, um ca. 400 m3/Stunde Fördermenge durch den Einlaß 15 zu lassen.
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2. Der Auslaß an Suspension pulverisierter Kohle in Frischluft in
das konische Gehäuse 10 beträgt 210 kg/Stunde (Berechnung basiert lediglich auf
pulverisierter Kohle).
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3. Fördermenge an Frischluft aus dem Sekundärgebläse 4 in die Brennkammer
1 wird auf 1400 m3/Stunde eingeregelt.(Der Förderruck des konischen Gehäuses 10
beträgt 240 mm Wassersäule und der der Brennkammer 1 60 mm Wassersäule. Der Differentialdruck
des konischen Gehäuses 10 und der Brennkammer 1 beträgt 180 mm Wassersäule.
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14. Temperatur der Brennkammer zwischen 8009 und 12000 C.
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5. Temperatur der Abluft ca. 2300 C max.
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6. CO2-Gehalt der Abluft liegt bei ca. 20 %.
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7. Flammfärbung: Rötlich-gelb bis weiß-gelb.
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8. Aschegehalt: 17 kg/Stunde aus dem Sammler des Zyklonabscheiders
11. 18 kg/Stunde aus der Brennkammer 1.
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9. Menge der Dampferzeugung: ca. 1400 kg/h.
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10. Abgase am Kamin 12: Leicht gelblich am Beginn mit einem Farbwechsel
zu weiß nach 15 Minuten.
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Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, daß durch Verbesserung des
konischen Gehäuses und Vergrößerung der Länge der Brennkammer die Verbrennung der
Suspension pulverisierter Kohle in Frischluft mit höherem Wirkungsgrad durchgefahrt
werden kann als bei dem soeben beschriebenen Ausführungsbeispiel.
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Zusammengefaßt wird durch die Erfindung für eine vollständige Verbrennung
von Kohle mit hohem Wirkungsgrad diese pulverisiert und vollständig mit Frischluft
gemischt, ehe sie in die Brennkammer des 3renners gelangt. Indem ein üblicher Ölbrenner
mit einem Primärgebläse vorgesehen wird, welcher der völligen Disperson und Suspension
der pulverisierten Kohle in einer ausreichenden Frischluft:nenge dient, kann diese
so verbesserte Clbrenner ebenfalls mit pulverisierter Kohle als Brennstoff beschickt
werden.
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Aus obenstehender Beschreibung der Erfindung ist offensichtlich, daß
Modifikationen und Änderungen derselben erfolgen können, ohne vom Grundgedanken
der Erfindung abzuweichen.
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Sämtliche aus der Beschreibung, den Ansprüchen und Zeichnungen hervorgehenden
Merkmale und Vorteile der Erfindung, einschließlich konstruktiver Einzelheiten und
räumlicher Anordnungen, können sowohl für sich als auch in beliebiger Kombination
erfindungswesentlich ein.
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1) Die mit der Anmeldung und im Laufe des Verfahrens eingereichten
Patentansprüche sind Formulierungsversuche ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden
Patentschutzes.
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2) In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere
Ausbildung des Gegenstandes des LiaunF-anspruches durch die Merkmale des jeweiligen
Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen,
gegenständlichen Schutzes für die Merkmale der rückbezogenen Unterans@rüche zu verstehen.
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3) Die Anmelderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der
Beschreibung offenbarte Merkmale von er'[ indungswesentlicher Bedeutung zu beanspruchen;
insbesondere beabsichtigt die Anmelderin, auf inden Unterlagen etwa offenbarteneue
Stoffe Stoffansprüche zu richten.