DE3123866C2 - Kohlenstaubbrenner - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kohlenstaubbrenner, der für die Vergasung von Kohlenstaub unter Druck sowie in Gasgeneratoren für die Dampf-Sauerstoff-Vergasung von Kohlenstaub unter Druck eingesetzt werden kann. Es wird die Aufgabe gelöst, einen Kohlenstaubbrenner so auszubilden, daß er bei der Druckvergasung von Kohlenstaub sicher arbeitet und einfach herzustellen ist. Erfindungsgemäß befinden sich zwischen der Gehäusewand und einer zentralen Oxydationsmittelzufuhr ein oder mehrere als Rohrschlangen ausgebildete Zuführungselemente für den Kohlenstaub, die eine oder mehrere Windungen aufweisen und nach Durchführung durch eine Zwischenwand tangential in eine Wirbelkammer münden. In der Wirbelkammer vermischen sich die Teilströme zu einem sich drehenden Kohlenstaubstrom, der aus der Düse austritt und in Wechselwirkung mit dem Oxydationsmittelstrom eine stabile zuverlässige Flamme bildet.

Description

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Die Erfindung betrifft einen Kohlenstaubbrenner der im Oberbegriff des Patentanspruchs angegebenen Gattung.

Aus dem SU-Erfinderschein 2 11 002 ist ein Kohlenstaubbrenner für Kesselfeuerungen bekannt, in dessen zylindrischem Gehäuse mehrere koaxiale Kanäle zur Zuführung des Kohlenstaubs und des Oxidationsmittels angeordnet sind. Zwischenwände unterteilen die Kanäle in parallele Schlitze, die an die als Schneckenverwirbler ausgebildeten Brennstoffstutzen angeschlossen sind. Dieser Brenner kann jedoch nicht bei der Druckvergasung von Kohlenstaub eingesetzt werden, weil aufgrund der dichten Suspension von ca. 500 kg Kohlenstaub pro m³ Trägergas Verstopfungen der Schneckenstutzen infolge der beträchtlichen Querschnittsänderungen an der Verbindungsstelle zwischen dem Stutzen und den Schlitzen auftreten.

Aus der DE-PS 5 08 590 ist ein Kohlenstaubbrenner der angegebenen Gattung bekannt, in dessen zylindrischem Gehäuse ein Zentralrohr zur Zuführung der Sekundärluft angeordnet ist, das am Beginn einer abströmseitig offenen Wirbelkammer ausmündet und zumindest auf einem Teil seiner Länge schneckenförmige Einbauten aufweist, welche der im Zentralrohr zugeführten Sekundärluft einen Drall erteilen. Im vorderen Ende des zwischen dem zylindrischen Gehäuse und dem Zentralrohr gebildeten Ringraumes sind schraubenlinienförmige Einbauten in Form einer mehrgängigen Schnecke angeordnet, durch die das über eine vorgeschaltete Umlenkkammer zugeführte Kohlenstoff-Primärluft-Gemisch in eine Drehbewegung versetzt wird, deren Richtung der im Zentralrohr strömenden Luft entgegengesetzt ist. Hierdurch soll eine innige Durchwirbelung und Zerstäubung des Kohlenstaubes mit der Sekundärluft erreicht werden. Die Verwendung dieses bekannten Brenners bei der Druckvergasung von Kohlenstaub ist wegen der dichten Suspension nicht möglich, weil bereits in der Wirbelkammer unkontrollierbare Reaktionen zwischen der ggf. ungleichmäßig zugeführten Kohlenstaub-Trägergas-Suspension und dem als Oxidationsmittel durch das Zentralrohr in die Wirbelkammer eingeführten Sauerstoff stattfinden. Darüber hinaus besteht auch die Gefahr von Verstopfungen des Ringraumes zwischen dem Zentralbrenner und dem Gehäuse durch die Querschnittsänderungen am Beginn der schraubenlinienförmigen Förderkanäle.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen konstruktiv einfachen Kohlenstaubbrenner zu schaffen, der bei der Druckvergasung von Kohlenstaub mit dichten Kohlenstaub-Trägergas-Suspensionen einen sicheren Betrieb eewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs gelöst

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der von weiteren Einbauten freien Wirbelkammern bildet sich ein einziger rotierender Staubstrom, der zusammen mit dem Trägergas kontinuierlich und konzentrisch aus der Wirbelkammer austritt und damit einen Vorhang zwischen der Reaktoratmosphäre im Brennraum und der Brennerflamme bildet Dadurch wird eine gleichmäßige Flammenausbildung und -Stabilisierung erreicht Ferner werden Verstopfungen innerhalb des Brenners durch beispielsweise Kohlenstaubbrücken vermieden, weil über die gesamte Brennerlänge die Querschnitte der Kohlenstaub-Förderkanäle konstant sind. Die Ausbildung der schraubenlinienförmigen Kohlenstaub-Förderkanäle als Rohrschlangen bietet gegenüber der Verwendung von Schneckeneinbauten den Vorteil einer einfachen und kostengünstigen Herstellung und Montage.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kohlenstaubbrenners anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben.

Der dargestellte Brenner besteht aus einem zylindrischen Gehäuse 1 mit einem Flansch 2, an dem ein Brennerdeckel 3 befestigt ist. Das Gehäuse 1 mündet in einer konischen Austrittsdüse 4 für das Kohlenstaub-Trägergasgemisch. In der Gehäuseachse ist ein Zentralrohr 5 zur Zuführung des Oxidationsmittels installiert, das in einer Abströmdüse 6 endet. Im Ringraum zwischen dem Gehäuse 1 und dem Zentralrohr 5 befinden sich schraubenförmige Rohrschlagen 7, die durch den Brennerdekkel 3 hindurchgeführt sind und in je einem Zuführstutzen 8 enden. Die anderen Enden der Rohrschlangen 7 münden mit tangentialer Komponente in einer Wirbelkammer 9 aus, die von den Wänden der Austrittsdüse 4 und der Abströmdüse 6 sowie von einer Zwischenwand 10 zwischen dem Gehäuse 1 und dem Zentralrohr 5 begrenzt ist.

Der Kohlenstaubbrenner arbeitet wie folgt:
Durch das Zentralrohr 5 wird der Abströmdüse das Oxidationsmittel zugeführt, welches aus dem Brenner ausströmt. Der Kohlenstaubstrom mit dem Trägergas wird über die Zuführstutzen 8 und die Rohrschlangen 7 aus Sektionen einer Beschickungsvorrichtung zugeführt und gelangt über die tangentialen unterer. Enden der Rohrschlangen 7 in die Wirbelkammer, wo aus den einzelnen Strömen ein rotierender Kohlenstaubstrom entsteht, der aus der Austrittsdüse 4 ausströmt. Durch gegenseitige Beeinflussung dieses Kohlenstaub-Trägergasstromes mit dem Oxidationsmittelstrom entsteht eine stabile zuverlässige Flamme.

Die Herstellung des Brenners ist einfach und billig, weil handelsübliche Einzelelemente verwendet werden können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Kohlenstaubbrenner mit einem rohrförmigen Gehäuse mit Austrittsdüse, mit einem koaxial im Gehäuse angeordneten Zentralrohr mit Abströmdüse für das Oxidationsmittel und mit einem zwischen dem Gehäuse und dem Zentralrohr angeordneten schraubenlinienförmigen Kohlenstaub-Förderkanal, der in eine außen durch die Austrittsdüse begrenzte Wirbelkammer ausmündet, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirbelkammer (9) innen von der Abströmdüse (6) begrenzt ist