DE3105660C2

DE3105660C2 - Vorrichtung zur Verbrennung von Brennölen, insbesondere von rückstandsreichen Altölen

Info

Publication number: DE3105660C2
Application number: DE3105660A
Authority: DE
Inventors: Georg 4600 Dortmund Stehr
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-02-17
Filing date: 1981-02-17
Publication date: 1983-11-03
Also published as: JPS58500297A; DE3265506D1; EP0071626A1; EP0071626B1; DE3105660A1; WO1982002933A1

Abstract

Verfahren und Vorrichtung zum Zünden und Verbrennen von fließfähigen Brennstoffen, insbesondere Altöl, in einem Ofen (10), der an seiner Basis mit einer Brennschale (21) und oberhalb der Brennschale mit einer Brennkammer ausgestattet ist. Unter der Brennschale ist eine zusätzliche Wärmequelle (23) angebracht, die vor der Zündung die leere Brennschale bis auf eine oberhalb der Zünd- und Verdampfungstemperatur des Brennstoffes liegenden Temperatur erhitzt. Anschließend wird Brennstoff auf die erhitzte Schale gebracht und gezündet. Die zusätzliche Wärmequelle wird dann abgeschaltet, wobei anschließend die Verbrennung des weiterhin zugeführten Brennstoffes sich allein unterhält. Mit Hilfe der zusätzlichen Wärmequelle können die in der Brennschale befindlichen Brennstoff-Reste pyrolisiert werden.

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verbrennung von Brennölen, umfassend eine Verdampfungseinrichtung mit einer Heizeinrichtung und mit einer oizuleitung sowie mit einer darin angeordneten ölmengenregelung, und eine Brennkammer.

Die Verfeuerung von mittelschweren bis schweren Brennölen unc" insbesondere von rückstands- und ballastreichen Altölen stellt bei deren Verbrennung schwierige Anforderungen. Vor allem trifft dies auf Altöle zu, also gesammelte Ölgeriische, die z. B. im Tankstellenbereich anfallen und welche oftmals hohe Schmutzanteile enthalten wie u. a. Ruß. Schmierfette. Metallabrieb und andere mehr.

Ein Ofen für die Verfeuerung von Altöl, Getriebeöl. Schmieröl und andere ähnliche Ölabfälle ist aus der CH-PS 3 68 255 bekannt Diese Vorrichtung besitzt einen Brennraum mit einer rohrförmigen, senkrechten Kammer, deren Unterteil eine Brennschale bildet, in d^:e durch einen Zulauf das öl einläuft Am oberen Ende befindet sich eine Abschlußplatte mit einem Abgasstutzen. An der Peripherie des Brennraums oberhalb der Brennschale sind Luftlöcher eingelassen. Die Vorrichtung wird nach Einlassen von Öl in die Brennschale mittels eines Feueranzünders von Hand gezündet.

Von Nachteil ist bei dieser Vorrichtung, daß sowohl in der Zündphase als auch beim Brennvorgang und beim Ausbrennen nach Abstellen der ölzufuhr mangels genügender Vergasungstemperatur eine erhebliche Qualm-und Rußentwicklung einsetzt und die Flamme blakt. Dabei erreicht die Temperatur der Brennschale gerade nur 350 bis max. 400°C. Hierdurch werden hochviskose Bitumenreste. Krackungsprodukte sowie Verkokungsrückstände gebildet, die nach relativ kurzer Betriebsdauer mit großem Aufwand angekratzt oder abgeschlagen werden müssen.

Aus der Zeitschrift .»öl und Gas«, 9/1966, Seiten 68—70, ist ein neueres Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zum Zünden und Verbrennen von Brennöl in einem Ofen bekannt. Diese weist eine geschlossene Verdampfungsschale oberhalb einer Brennkammer auf, wobei das Brennöl der geschlossenen Verdampfungsschale dosiert zugeführt wird und dort thermisch vergast wird. Der Verdampfer besitzt ein mit einem Deckel verschließbares Gehäuse aus Stahlguß mit einer elektrischen Heizpatrone und wird auf mindestens 400⁰C erwärmt Der Dampf tritt seitlich durch einen abwärts gerichteten Kanal aus und wird mit dem regelbaren Luftstrom eines Gebläses gemischt zur Flamme verbrannt wobei sich in der darunterliegenden, mit Kunststoffleichtfasern ausgekleideten Brennkammer Temperaturen oberhalb 1000° C entwickeln.

Das bekannte Feuerungssystem ist jedoch nur für mittleres bzw. leichtes Heizöl ohne nennenswerte Ballaststoffe oder Rückstände geeignet, da nicht verdampfbare Verunreinigungen den faustgroßen thermischen Vergaser raschestens zusetzen und unbrauchbar machen würden.

Es stellt sich damit die Aufgabe, eine verbesserte Vorrichtung zur problemlosen Vergasung und Verbrennung von ballast- und rückstandsreichen Altölen anzugeben, mit der ohne Schwierigkeiten ohne Vergasung und ein sicherer Zünd- und sauberer Verbrennungsvorgang erreichbar sind. Sie erfüllt den Zweck, eine unkomplizierte Reinigung der Verdampfungsfläche nach dem Verbrennen von Altöiruckständcn auf mechanischem und/oder pyrolytischem Wege zu ermöglichea

Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt dadurch, daß bei Ausgestaltung der Vorrichtung als Feuerung für rückstandsreiches Altöl die Verdampfungseinrichtung in Form einer nach oben offenen Brennschale ausgebildet in Form einer nach oben offenen Brennschale ausgebildet und im Bereich der Basis der Brennkammer angeordnet ist daß die Oizuleitung in einer Höhe zwischen 2 und 20 cm oberhalb der Brennschale endet, und daß unterhalb der Brennschale die Heizeinrichtung angeordnet ist.

Mit dieser Ausgestaltung wird in überraschender Weise erreicht, daß mit der von der Heizung vorgeheizten, nach oben offenen Brennschale Altöle schon vom ersten Tropfen an. der auf die Schale fällt, so vollständig verdampft werden, daß eine sofortige Zündfähigkeit gegeben is·:, ohrw; daß es zu den befürchteten Verpuffungen oder zum Blaken und Rußen der Flamme kommt.

Weiterhin gibt mit Vorteil die mit einer aktiven Heizung von unten her angeheizte Brennschale die Möglichkeit, daß die Schlackenentfernung weitgehend erleichtert wird, da nach Unterbrechung der Brennstoffzufuhr und Ausbrennen noch in der Brennschale befindlicher Brennstoffreste die verbliebenen Rückstände bei Pyrolysetemperaturen im Bereich von 700—800° C in eine pulverige, nicht mehr verbackene Konsistenz übergeführt werden.

Die Anordnung der oizuleitung in einer Form, daß sie ir einer Höhe zwischen 2 und 20 cm oberhalb der Brennschale endet, wirkt dabei mit Vorteil so. daß die Energie der fallenden Öltröpfchen diese fein zerteilt und bei so vergrößerter Oberfläche eine spontane Verdampfung herbeiführt.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung sieht dabei vor. daß die Brennschale einschließlich der Heizeinrichtung in einem gegenüber der Gesamtvorrichtung herausziehbaren Einschubkasten angeordnet ist. Damit können die in der Brennschale zurückbleibenden Reste problemlos außerhalb der Vorrichtung entfernt werden. Weil zudem die Brennschale die Form einer nach oben offenen Pfanne hat, kann diese auch leicht im Falle von Korrosion oder anderen Beschädigungen ersetzt werden.

Im folgenden wird die Erfindung mit ihren Vorteilen

anhand eines in der Zeichnung ausgeführten Beispieles näher erläutert.

Die Figur zeigt den Brennofen 10. der in groben Zögen ähnlich wie ein üblicher Ofen des. Standes der Technik gebaut ist Er besitzt ein Gehäuse 11. das an seiner Grundseite 12 geschlossen ist und in seinem Kopflei! einen Wärmetauscher 13 eingebaut enthält. Eine Abgasleitung 14 führt über eine Esse 15 in die Atmosphäre. Es ist möglich und angebracht, in die Esse 15 auch noch ein bekanntes Filter 16 einzubauen.

Aus einem Vorratsbehälter 1. in dem Altöl gesammelt ist. wird mit Hilfe einer Zahnradpumpe 2 über einen Entnahmetopf 3 Altöl über eine Leitung 4 in einen Tagesbehälter 5 gepumpt. Dieser ist vorzugsweise in der Nähe des Ofens angeordnet oder bildet mit diesem eine Baueinheit. Die Füllhöhe im Tagesbehälter 5 ist so bemessen, daß sie in jedem Falle über dem Scheitelniveau 6 der an den Tagesbehälter angeschlossenen Zuführleitung 7 liegt Letztere ist mit Hilfe eines Ventiles 8 verschließbar. Zusätzlich ist in die Zuführleitung eine Dosierpumpe 9 eingebaut, die gegebenenfalls auch durch eine dosierende Drossel ersetzt sein kann.

Im unteren Teil des Ofens 10 ist ein Brenn^rtopf !8 vorgesehen, der eine zylindrische Wandung besitzt, die in einem Abstand, etwa entsprechend der Häffte des Brennertopf-Durchmessers von der Gehäusewand beabstandet ist

Der Brennertopf ist an seinem Fuße mit einer schalenförmigen Wärmeisolierung 19 versehen. Oberhalb des Randes der Wärmeisolierung sind zahlreiche y, Luftbohrungen 20 in die Brennertopfwandung eingelassen, so daß das Innere des Topfes ausreichend Verbrennungsluft enthält In den unteren Teil des Brennertopfes 18, ateo im Bereich der Basis des Ofens, ist als wesentliches Element eine nach oben offene » Brennschale 21 über Stützen 22 mit dem Brennertopf 18 verbunden. Die Brennschale 21 hat im Querschnitt eine nach oben offene Trapezform, d. h. die aufrechtstehenden Wände sind etwas nach außen geneigt.

Unterhalb der Brennschale 21 ist in einem wärmefesten nochma's isolierten Gehäuse eine elektrische Widerstandsdrahtwendel als Heizeinrichtung 23 eingebaut, deren Zuleitungsdrähte unter Beachtung entsprechender Wärmeschutzbedingungen nach auben führen. Mit Hilfe der Heizeinrichtung 23 kann die Brennschale 21 auf eine Temperatur von 350 bis 800⁰C. gegebenenfalls in Stufen thermostatgesteuert, e-hitzt werden. Die Brennschale besteht ihrerseits aus Gußeisen, wobei die Wandstärke nach fachmännischen Erfahrungen und nach Wärmekapazität so bemessen ist. daß eine w dauernde Verdampfung rnd Verbrennung des zulaufenden flüssigen Brennstoffes gegeben ist.

In die Wandung des Gehäuses 11 sowie hinreichend in den Brennertopf 18 ist ein optischer Flammenwächter 24 eingebaut, der die Kontrolle der Flamme übernimmt. « In den Brennertojff 18 hinein ragt eine sich an die ölzufuhrleitung 7 anschließende, aus keramischem Material hergestellte Leitung 25. die mit ihrer Mündung

26 etwa 10 bis 12 cm oberhalb der Brennschalenfläche

27 endet Nach diesen gelangt Brennstoff in einem dünnen Strahl auf die Brennschalenfläche 27. verteilt sich dort und vergast zum Luft/Gas-Gemisch aufgrund der hohen Oberflächentemperatur der Schale.

Der Brennertopf 18 ist zur besseren Verteilung und gleichmäßigeren Verbrennung der Vergasungsprodukte mit einem Pilotring 29 versehen und von einem Abdeckring 30 nach oben geschlossen. Oberhalb dieses Abdeckringes ist die eigentliche Brennkammer 31 vorgesehen, in der die heißen Verbrennungsgase vollständig ausbrennen und ihre Wärme an den Wärmetauscher 13 abgeben. In den Hohlraum 32 zwischen Brennertopf und Gehäuse mündet ein Gebläsezuführungsrohr 33 des Brennluftgebläses 34.

Für den sicheren Betrieb des Ofens sind als Öberwachungs- und Sicherheitselemente außer dem Flammenwächter ein Oberlaufkontrollfühler 36 und ein Temperaturfühler 37 vorgesehen.

Funktionsbeschreibung: Vor Beginn des Zünd- und Brennvorganges ist die Brennschale 21 bis auf eventuell vorhandene Aschereste leer. Nach Einschalten des Ofens wird zunächst die Heizeinrichtung 23 mit Strom beaufschlagt und die steigende Temperatur der Brennschale mit Hilfe des Temperaturfühlers 37 überwacht. Nach Erreichen einer Temperatur von ca. 400⁰C v. rd das Ventil 8 geöffnet das Dosiergerät 9 tritt in Funktion und läßt Heizöl über die Leitung 25 in die Brennschale 27 einlaufen. Die Heizeinrichtung 23 ist während dieses Vorganges mit niedriger Stromstärke zur Konstanthaltung der Verdampfungstemperatur beaufschlagt. Das auftreffende Öl zerplatzt in kleine Tröpfchen, die sofort im Kontakt mit der Brennschalenoberfläche verdampfen. Da die Temperatur der Brennschale die Zündtemperatur überschreitet, zündet das entstehende Brennstoffdampf/Luft-Gemisch und bildet oberhalb der Brennschale eine Flamme. Der Flammenwächter 24 wird aktiviert und schaltet das Gebläse 34 ein, welches für einen geregelten Brennluftstrom sorgt.

Wenn die Flammenstrahlung die Brennschale soweit erhitzt, daß sich die Verbrennung selbst unterhalt, scha.fet der Temperaturfühler 37 die Stromzufuhr zur Heizeinrichtung 23 aus.

Zum Abschalten wird der Ölstrom unterbrochen und nach einiger Zeit das Gebläse 34 ausgeschaltet. Danach schaltet sich die Heizeinrichtung wieder ein. wobei sich die Heizschale nunmehr zur Pyrolyse der Rückstände auf Temperaturen von ca. 600 bis 700⁰C erhitzt. Nach Durchführung dieses Pyrolyse-Vorganges wird nach einer vorgegebenen Zeitdauer von etwa 5 min die Heizeinrichtung endgültig abgeschaltet.

Eine einfache und problemlose Reinigung der pyrolysierten Rückständigste von der Brennschale 21 ist d durch möglich, daß diese sich in einem Schubkasten herausziehbar befindet. Hierdurch sind Wartungs- und Re+araturarbeiten wesentlich erleich ten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Verbrennung von Brennölen, umfassend eine Verdampfungseinrichtung mit einer Heizeinrichtung und mit einer Ötzuleitung sowie mit einer darin angeordneten Ölmengenregelung. und eine Brennkammer, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ausgestaltung der Vorrichtung als Feuerung für rückstandsreiches Altöl die Verdampfungseinrichtung in Form einer nach oben offenen Brennschale (21) ausgebildet und im Bereich der Basis der Brennkammer (31) angeordnet ist. daß die Oizuleitung (25) in einer Höhe zwischen 2 und 20 cm oberhalb der Brennschale (21) endet, und daß unterhalb der Brennschale (21) die Heizeinrichtung (23) angeordnet ist.

Z Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennschale (21) einschließlich der Heizeinrichtung (23) in einem gegenüber der Gesamtvorrichtung herausziehbaren Einschubkasten angeordnet ist.