DE3690575C2

DE3690575C2 - Verfahren zum Verbrennen von Kohlestaub

Info

Publication number: DE3690575C2
Application number: DE3690575A
Authority: DE
Inventors: Toshio Suwa; Nobuaki Kobayashi; Takashi Hirano
Original assignee: Japan Oxygen Co Ltd; Nippon Sanso Corp
Current assignee: Japan Oxygen Co Ltd; Nippon Sanso Corp
Priority date: 1985-11-15
Filing date: 1986-11-14
Publication date: 1998-02-19
Anticipated expiration: 2006-11-15
Also published as: US4744315A; DE3690575T1; WO1987003066A1

Description

Technischer Bereich der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verbrennen von Kohlestaub, unter Verwendung eines Hilfsverbrennungsgases.

Das Verfahren ist insbesondere dazu geeignet, Kohlestaub im Schmelzbrenner eines Metallschmelzofens zu verfeuern.

Technischer Hintergrund der Erfindung

Brenner, die in Elektroöfen zum Schmelzen von Stahlschrott oder in Kupferschmelzöfen verwendet werden, erfordern Kraft stoff mit Eigenschaften, die denen von flüssigem Brennstoff, beispielsweise Schweröl, ähnlich sind. Hierzu gehört bei spielsweise, daß eine Flamme erzeugbar sein muß, deren Tempera tur nicht unter 2000°C liegt. Auch muß der Kraftstoff eine stabile, d. h. insbesondere konstant brennende Flamme erzeu gen, die auch dann nicht erlischt, wenn die Umgebungsluft eine Temperatur von einigen hundert Grad C hat.

Obwohl die Kosten von Kohlestaub geringer sind als die Kosten von flüssigem Brennstoff, ist nicht zu erwarten, daß Kohlestaub die oben genannten Eigenschaften hat, weil seine Verbrennungs rate extrem niedrig ist. Um diesem Umstand Rechnung zu tragen, ist in der japanischen OS 59 115 904 ein Verfahren der gattungsgemäßen Art vorgeschlagen, bei dem bei Anwen dung von Kohlestaub für einen Brenner mit dem oben genannten Einsatzzweck ein Mischverbrennungsverfahren angewendet wird, bei dem statt Kohlestaub allein ein Gemisch aus Kohlestaub und flüs sigem oder gasförmigem Brennstoff zum Einsatz zu bringen. Ge mäß diesem Verfahren mit Mischkraftstoffverbrennung ist es mög lich, eine Flamme mit einer relativ hohen Temperatur zu er zeugen und die Kraftstoffkosten zu senken, so daß das Ver fahren im Ergebnis besser aber auch ökonomischer durchzufüh ren ist als ein Monokraftstoffverbrennungsverfahren, bei dem flüssiger Kraftstoff allein verbrannt wird.

Beim Verbrennungsverfahren mit gemischtem Kraftstoff muß dage gen immer flüssiger oder gasförmiger Brennstoff verwendet wer den. Außerdem muß im Ofen das Mischungsverhältnis zwischen flüssigem oder gasförmigem Brennstoff und der Beladung mit kal tem Material in der Form von Stahlabfall, Aluminium, Kupfer oder dergleichen sehr genau bestimmt und eingehalten werden, um die Flamme am Erlöschen zu hindern, was geschehen könnte, weil der Ofen über die Ofenwand nahe der Flamme zu viel Wärme ab strahlen könnte. Mit anderen Worten ist die Möglichkeit, Kohle staub als Brennstoff beim Mischkraftstoffverbrennungsverfah ren einzusetzen begrenzt und es können nur relativ geringe Kohlestaubmengen verbrannt werden im Verhältnis zum Einkraft stoffverbrennungsverfahren, das Mischkraftstoffverbrennungs verfahren ist unter Einsatz von Kohlestaub bisher nur in ge ringem Maße wirtschaftlich einsetzbar, obwohl Kohlestaub ein relativ billiger Brennstoff ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die oben geschilderte Situa tion zugrunde und es ist ein Ziel der Erfindung ein Verfahren zum Verbrennen von Kohlestaub vorzuschlagen, gemäß dem das Ein brennstoffverbrennungsverfahren unter Verwendung von Kohlestaub zu einer stabilen Flamme führt, die eine hohe Temperatur von nicht weniger als 2000°C selbst dann hat, wenn die Temperatur in der Umgebung der Flamme nur etwa übliche Raumtemperatur ist, und bei dem der Brennstoff verbrauch für Brenner herabgesetzt wird, die beim Metall schmelzen eingesetzt werden.

Erläuterung der Erfindung

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Eine weitere Ausführung der Erfindung ist durch die Merk male des Anspruchs 2 gekennzeichnet.

Durch die DE-OS 27 04 101 ist es zwar bekannt, daß Hilfs verbrennungsgas vor dessen Verbrennung mit dem Brennstoff vorgeheizt wird, jedoch erfolgt das Vorheizen mit Hilfe von Verbrennungsgasen und damit unkontrolliert. Außerdem han delt es sich bei dem bekannten Verfahren offensichtlich nicht um die Verbrennung von Kohlestaub. Zumindest findet ein fester Brennstoff keine Erwähnung in der Druckschrift.

Der Erfinder hatte zu nächst festgestellt, welche Beziehung zwischen der Temperatur der bei der Verbrennung von Kohlestaub entstehenden Flamme, der Temperatur eines vorgeheizten Hilfsverbrennungsgases, der Temperatur von Kohlestaub und dem Sauerstoffgehalt des Hilfs verbrennungsgases besteht. Ein Verbrennungstest wurde für Kohlestaub mit Raumtemperatur durchgeführt. Dabei wurden ver schiedene Typen von Hilfsverbrennungsgasen mit unterschiedli chen Sauerstoffgehalten vorbereitet. Jedes der Hilfsverbrennungs gase wurde in mehrere Testgase unterteilt und die Testgase wur den auf unterschiedliche Temperaturen vorgeheizt. Mit jedem der Testgase wurde dann Kohlestaub verbrannt. Als Ergebnis wurde festgestellt, daß Kohlestaub eine stabile Flamme mit einer Tem peratur von nicht unter 2000°C ergibt, wenn er gemeinsam mit Testgasen verbrannt wurde, deren Temperatur höher als eine spe zifische Temperatur war, die durch den Sauerstoffgehalt jedes Testgases bestimmt war.

Ein anderer Verbrennungstest wurde mit Kohlestaub durchgeführt, der auf eine über Raumtemperatur liegende Temperatur vorgeheizt war. Es wurden verschiedene Testgastypen in der gleichen Weise wie im vorher erwähnten Test vorbereitet. Als Ergebnis dieses Tests wurde festgestellt, daß Kohlestaub zu einer stabilen Flamme mit einer Temperatur nicht unter 2000°C führt, wenn er mit einem Testgas verbrannt wird, das eine Temperatur hat, die höher als eine spezifische Temperatur ist, die bestimmt wird durch den Sauerstoffgehalt jedes Testgases (das gilt selbst für den Fall, daß die Temperatur des Kohlestaubes unter Raumtemperatur liegt). Auch bei einer Analyse der beiden oben wiedergegebenen Ergebnisse wurde festgestellt, daß Kohlestaub zu einer Flamme mit einer Tempe ratur von 2000°C führt, wenn er zusammen mit einem Hilfsgas mit einer Temperatur in Grad C verbrannt wird, die durch folgende Formel bestimmt ist:

T = exp {14.14 - 1.84 ln C - exp (0.01127t - 3.444)}

worin bedeuten C den Sauerstoffgehalt des Hilfsverbrennungsgases in Vol% und T die Temperatur des Kohlestaubes in Grad C. mit an deren Worten führt Kohlestaub mit einer Temperatur T zu einer Flamme mit einer Temperatur von nicht unter 2000°C, wenn er zusammen mit einem vorgeheizten Hilfsverbrennungsgas mit einem Sauerstoffgehalt C und einer Temperatur T gemäß der obigen For mel verbrannt wird. Entsprechend schlägt die Erfindung ein Ver fahren zum Verbrennen von Kohlestaub vor, das die Vorheizung eines Hilfsverbrennungsgases und die Verbrennung des Kohlestau bes zusammen mit diesem vorgeheizten Hilfsverbrennungsgas vor sieht. Im Verfahrensschritt des Vorheizens des Hilfsverbrennungs gases wird dessen Temperatur auf die Temperatur T vorgeheizt, die sich aus folgender Formel ergibt (i):

T ≧ exp {14.14 - 1.84 ln C - exp (0.01127t - 3.444)} (i)

Wenn die Temperatur des Hilfsverbrennungsgases niedriger ist als der Wert der rechten Seite der obigen Gleichung (i), so kann eine stabile Flamme nicht erreicht werden. Vorzugsweise soll der Sau erstoffgehalt des Hilfsverbrennungsgases nicht unter 50 Vol% liegen. Liegt der Sauerstoffgehalt unter 50 Vol%, so muß das Hilfsverbrennungsgas auf eine deutlich höhere Temperatur vorge heizt werden, um eine Flamme mit einer Temperatur von nicht un ter 2000°C zu erhalten, so daß das Verfahren unökonomisch wird. Das bedeutet, daß bei dem Verfahren zum Verbrennen von Kohlestaub gemäß der obigen Formel (i) der Sauerstoffgehalt C des Hilfsver brennungsgases vorzugsweise in den Grenzen liegen soll, die durch folgende Formel definiert sind

50 vol% C 100 vol%

Wird der Kohlestaub vor der Verbrennung erhitzt, so ist es möglich, die Mindesttemperatur des vorgeheizten Hilfsverbrennungs gases zu erniedrigen, die notwendig ist, um eine Flamme mit einer Temperatur von nicht unter 2000°C zu erhalten. Im Fall der Verwendung vorgeheizten Kohlestaubes ist es jedoch auch möglich, daß das Hilfsverbrennungsgas einen relativ niedrigen Sauerstoff gehalt hat. Es ist jedoch andererseits nicht zweckmäßig, den Kohlestaub auf mehr als 300°C vorzuheizen. Erreicht die Tempe ratur des Kohlestaubes 300°C, so wird aus dem Kohlestaub Nie dertemperaturteer extrahiert, was dann z. B. Ursache dafür wäre, daß der Kohlestaub nicht durch den Förderweg eines Schmelzbren ners geführt werden kann. Durch Vorheizen des Kohlestaubes kann eine stabile Flamme erzeugt werden, selbst wenn der Sauerstoff gehalt des Hilfsverbrennungsgases etwa 30 Vol% beträgt.

Wird die Temperatur des Kohlestaubes nicht gesteuert, so kann dar über hinaus der Kohlestaub verbrannt werden, nachdem die Vor erhitzung des Hilfsverbrennungsgases auf die Temperatur T er folgt ist, die durch folgende Formel (ii) definiert ist

T ≧ exp (14.14 - 1.84 ln C) (ii)

Nach dieser Formel (ii) kann eine stabile Flamme selbst dann erzielt werden, wenn der Kohlestaub Raumtemperatur hat (d. h. der Kohlestaub die Temperatur hat, die er bei Lagerung unter normalen Umweltbedingungen ohne irgendwelche Klimatisierung hat, was eine Temperatur im Bereich zwischen -50°C und +40°C bedeutet. Die Formel (ii) soll jedoch nur dann zur Anwendung kommen, wenn der Sauerstoffgehalt des Hilfsverbrennungsgases nicht unter 50 Vol% liegt, weil die Temperatur T des Hilfsverbrennungsgases nach der Formel (ii) wesentlich höher sein kann als bei Anwendung der Formel (i).

Kurzbeschreibung der Zeichnung

In der Zeichnung ist

Fig. 1 ein Schaubild, in dem die Beziehung zwischen der Tem peratur der Flamme und dem Sauerstoffgehalt sowie der Temperatur des Hilfsverbrennungsgases bei der Ver brennung von Kohlestaub von Raumtemperatur mit dem Hilfsverbrennungsgas gezeigt ist,

Fig. 2 ein Schaubild, in dem die Beziehung zwischen der Temperatur und dem Sauerstoffgehalt des vorgeheiz ten Hilfsverbrennungsgases unter der Bedingung ge zeigt ist, daß die Verbrennung von Kohlestaub eine Flamme mit einer Temperatur von 2000°C erzeugt,

Fig. 3 ein Schaubild, in dem die Beziehung zwischen der Tem peratur der Flamme und dem Sauerstoffgehalt eines vorgeheizten Hilfsverbrennungsgases bei der Verbren nung von Kohlestaub gezeigt ist, der auf 260°C vor geheizt ist, während das Hilfsverbrennungsgas, in dem der Kohlestaub verbrannt wird, auf 700°C vor geheizt ist und

Fig. 4 ein Schaubild, in dem die Beziehung zwischen der Temperatur und dem Sauerstoffgehalt eines Hilfsver brennungsgases unter der Bedingung gezeigt ist, daß die Verbrennung von drei verschiedenen Typen von Kohlestaub mit einer Temperatur von 260°C, 150°C bzw. 100°C eine Flamme mit einer Temperatur von 2000°C bewirkt.

Vorzugsweise Verfahren gemäß der Erfindung

Um die Arbeitsweise nach der Erfindung zu erläutern und die er zielten Wirkungen darzustellen werden Verbrennungstests wie folgt beschrieben.

Verbrennungstest 1

Bei diesem Test wurde Kohlestaub verwendet, der unter Atmosphären bedingungen und Raumtemperatur, d. h. nicht unter -50°C und nicht mehr als +40°C, gelagert worden war.

Es wurden fünf Typen von Hilfsverbrennungsgas mit unterschiedli chem Sauerstoffgehalt vorbereitet, d. h. 100 Vol% reiner Sauerstoff und mit Sauerstoff angereicherter Luft, wobei der Sauer stoffgehalt 50 Vol%, 65 Vol%, 80 Vol% bzw. 90 Vol% betrug. Jedes dieser Hilfsverbrennungsgase wurde in vier Testgas mengen unterteilt und durch Bewirken eines Wärmetausches zwischen den Testgasen und dem Abgas eines Elektroofens wur den Testgase auf vier verschiedene Temperaturen vorgewärmt nämlich 300°C, 500°C, 700°C und 1000°C. Anschließend wurde jedes dieser vorgeheizten Testgase mit Kohlestaub von Raumtem peratur gemischt, wobei der Kohlestaub enthielt 85 Gew% Kohle partikel einer Größe von nicht mehr als für ein 200 Maschen-Sieb und folgender Zusammensetzung 15-20 Gew% flüchtige Bestandteile, 55-65 Gew% festen Kohlestoff und 10-20 Gew% Ascheanteil. Die Mischung erfolgte innerhalb der Düse eines Schmelzbrenners und anschließend erfolgte die Verbrennung des Gemisches aus Kohle staub und jeweiligem Testgas unter Atmosphärenbedingungen. Während der Verbrennung des Kohlestaubes wurde die Temperatur der Flamme überprüft.

Die Ergebnisse sind in Fig. 1 eingetragen, wobei lediglich die Daten von Flammen eingetragen sind, die Temperaturen von nicht weniger als 2000°C haben. Aus Fig. 1 ist zu erkennen, daß es für die Erzeugung einer Flamme von nicht weniger als 2000°C durch die Verbrennung von Kohlestaub notwendig ist, das Hilfsverbren nungsgas mit einem Sauerstoffgehalt von 100 Vol%, 75 Vol%, 65 Vol% und 50 Vol% auf eine Temperatur von nicht weniger als 300°C, 500°C, 700°C bzw. 1000°C vorzuheizen. Die ausgezogene Linie in Fig. 2 zeigt die Beziehung zwischen der Temperatur T und dem Sauerstoffgehalt C des Hilfsverbrennungsgases unter der Bedingung, daß durch die Verbrennung von Kohlestaub mit Hilfsver brennungsgas eine Flamme mit einer Temperatur von 2000°C erzeugt wird. In der Fig. 2 ist auf der Ordinate die Temperatur T und auf der Aszisse der Sauerstoffgehalt C aufgetragen. Die Linie in Fig. 2 ist durch die folgende Beziehung wiederzugeben:

T = exp (14,14 - 1,84 ln C).

Damit wird festgestellt, daß Kohlestaub von etwa Raumtemperatur eine stabile Flamme, mit einer Temperatur von nicht weniger als 2000°C erzeugt, wenn er zusammen mit einem Hilfsverbren nungsgas verbrannt wird, das auf die Temperatur T vorgeheizt ist, wofür die Beziehung gilt

T ≧ exp (14,14 - 1,84 ln C) (ii)

Aus Fig. 2 ist jedoch auch zu entnehmen, daß wenn ein ökono misches Vorheizen von Hilfsverbrennungsgas angestrebt wird, es vorzuziehen ist, ein Hilfsverbrennungsgas mit einem Sauerstoff gehalt von nicht weniger als 50 Vol% zu verwenden. Liegt der Sauerstoffgehalt des Hilfsverbrennungsgases unter 50 Vol%, so muß das Hilfsverbrennungsgas auf über 1000°C vorgeheizt werden. Der Buchstabe (X) kennzeichnet in Fig. 2 einen Bereich, in dem Kohlestaub eine stabile Flamme mit einer Temperatur von nicht weniger als 2000°C erzeugt. Die unterbrochene Linie kenn zeichnet einen Grenzbereich (Y), in dem eine stabile Flamme manchmal erzeugt und manchmal nicht erzeugt wird. Im Bereich (Z) kommt eine Flamme überhaupt nicht zustande.

Verbrennungstest 2

Dabei wurden sechs Typen von Hilfsverbrennungsgas mit unter schiedlichem Sauerstoffgehalt vorbereitet, d. h. 100 Vol%, reiner Sauerstoff mit Sauerstoff angereicherter Luft mit einem Sauer stoffgehalt von 30 Vol%, 50 Vol%, 65 Vol %, 80 Vol% bzw. 90 Vol%. Jedes der Hilfsverbrennungsgase wurde in vier Testgase unter teilt und durch Bewirken eines Wärmeaustausches zwischen den Testgasen und dem Auspuffgas eines Elektroofens wurden die Testgase auf vier verschiedene Temperaturen vorgeheizt, nämlich 300°C, 500°C, 700°C und 1000°C. Kohlestaub wurde mittels einer elektrischen Heizung indirekt auf 260°C vorgeheizt, wobei der Kohlestaub wie folgt zusammengesetzt war: 85 Gew% Kohlepar tikel, die ihrerseits wie folgt gekennzeichnet waren: Parti kelgröße nicht mehr als es einem 200 Maschensieb entspricht, 15-30 Gew% flüchtige Bestandteile, 45-60 Gew% fester Kohlestoff, 10-20 Gew% Aschegehalt. Anschließend wurde jedes der vorbereite ten Testgase in der Düse des Schmelzbrenners mit vorgeheiztem Kohlestaub gemischt und das Gemisch aus Kohlestaub und ent sprechendem Testgas wurde unter Atmosphärenbedingungen ver brannt. Während der Verbrennung jeder Kohlestaubtranche wurde die Temperatur der Flamme überwacht.

Die Resultate des Verbrennungstests mit dem auf 700°C vor geheizten Testgas sind in Fig. 3 aufgetragen. Wobei die Resul tate weggelassen wurden, bei denen die Flammentemperatur unter 2000°C lag. Die durch den Bezugsbuchstaben (a) in Fig. 4 ge kennzeichnete Linie gibt die Beziehung zwischen der Tempera tur T und dem Sauerstoffgehalt C des Hilfsverbrennungsgases unter der Bedingung wieder, daß der mit dem Hilfsverbrennungsgas verbrannte Kohlestaub eine Flamme mit einer Temperatur von 2000°C wiedergibt. Die Linie (a) wird durch folgende Bezie hung wiedergegeben:

T = exp (13,54 - 1,84 ln C)

Das besagt, daß Kohlestaub mit einer Temperatur von 260°C eine stabile Flamme mit einer Temperatur erzeugt, wenn er mit einem Hilfsverbrennungsgas verbrannt wird, dessen Temperatur sich aus folgender Beziehung ergibt

T ≧ exp (13,54 - 1,84 ln c)

Verbrennungstest 3

In der Weise wie beim Verbrennungstest 2 wurde dieser Test durch geführt mit Kohlestaub, der mittels eines elektrischen Erhitzers auf 150°C vorgeheizt wurde. Die Linie, die in Fig. 4 mit dem Bezugsbuchstaben (b) gekennzeichnet ist, zeigt die Werte, die sich beim dritten Test ergeben haben, d. h. die Beziehung zwischen der Temperatur T und dem Sauerstoffgehalt C des Hilfs verbrennungsgases unter der Bedingung, daß das Verbrennen des Gemisches aus Kohlestaub und Hilfsverbrennungsgas für eine Flamme mit einer Temperatur von 2000°C führte. Diese Linie (b) entspricht folgender Beziehung.

T = exp (13,97 - 1,84 ln C)

Daraus ist abzuleiten, daß Kohlestaub mit einer Temperatur von 150°C dann eine stabile Flamme mit einer Temperatur von 2000°C erzeugt, wenn er zusammen mit einem Hilfsverbrennungsgas ver brannt wird, das auf eine Temperatur T vorgeheizt ist, die der folgenden Beziehung genügt

T ≧ exp (13,97 - 1,84 ln C)

Verbrennungstest 4

In der Weise gemäß dem Verbrennungstest 2 wurde dieser Ver brennungstest durchgeführt mit Kohlestaub, der mit einem Elek troerhitzer auf 100°C vorgeheizt wurde. In der gleichen Weise wie für die Verbrennungstests 1 bis 3 gibt die Linie mit dem Bezugsbuchstaben (c) in Fig. 4 die aus dem Test 4 sich ergeben den Werte wieder. Die Linie (c) wird durch folgende Beziehung wiedergegeben

T = exp (14,04 - 1,84 ln C)

Daraus ergibt sich, daß Kohlestaub, der auf eine Temperatur von 100°C vorgeheizt wird, dann eine stabile Flamme von nicht weniger als 2000°C ergibt, wenn er zusammen mit einem Hilfs verbrennungsgas verbrannt wird, das auf eine Temperatur T vorge heizt ist, die folgende Bedingung erfüllt:

T ≧ exp (14,04 - 1,84 ln C)

Nachfolgend ist eine generelle Beziehung wiedergegeben, die sich dadurch ergibt, daß die Temperatur t des Kohlestaubes als Variable in die Gleichungen der Verbrennungstests 2 bis 4 ein geführt wird.

T = exp {14,14 - 1,84 ln C - exp (0,01127t - 3,444)}

Daraus ergibt sich, daß Kohlestaub mit einer Temperatur t dann zu einer stabilen Flamme mit einer Temperatur von nicht weniger als 2000°C führt, wenn er zusammen mit einem Hilfsverbrennungs gas verbrannt wird, das auf eine Temperatur T vorgeheizt worden ist, die folgender Beziehung genügt:

T ≧ exp {14,14 - 1,84 ln C - exp (0,01127t - 3,444)} (i)

Es ist jedoch aus der Linie 1 in Fig. 4 zu entnehmen, daß vor zugsweise ein Hilfsverbrennungsgas zu verwenden ist, dessen Sauerstoffgehalt nicht unter 30 Vol% liegt; liegt der Sauer stoffgehalt unter 30 Vol%, so muß das Hilfsverbrennungsgas auf eine Temperatur über 1000°C vorgeheizt werden, selbst wenn die Temperatur des Kohlestaubes 260°C beträgt.

Es ist damit erklärt, daß gemäß der vorliegenden Erfindung, Kohlestaub eingesetzt werden kann, um eine stabile Flamme mit hoher Temperatur zu erzeugen selbst dann, wenn der Kohlestaub selbst mit einer Temperatur zum Einsatz kommt, die übliche Umgebungstemperatur, also etwa Raumtemperatur ist. Die Kraft stoffkosten für den Betrieb eines Brenners, der beispielsweise beim Schmelzen von Metallen zum Einsatz gebracht werden kann, können demzufolge mit der Erfindung erheblich gesenkt werden gegenüber einem Brennerbetrieb allein mit flüssigem oder gas förmigem Brennstoff, da der Kohlestaub ein wesentlich preiswer terer Brennstoff als flüssige oder gasförmige Brennstoffe ist. Die Betriebskosten können gesenkt werden, weil im wesentlichen der preiswerte Kohlestaub zum Einsatz kommt und Gas lediglich als substituierender Brennstoff in relativ geringer Menge zum Einsatz kommen muß. Durch die Erfindung kann auch die Größe des Brenners relativ gering sein, weil der Gesamtkraftstoffverbrauch aus Kohlestaub als festem Brennstoff und gasförmigem Brennstoff relativ niedrig gehalten werden kann. Kombinationsbrenner sind zwar bekannt, sie arbeiten aber mit völlig voneinander getrenn ten Teilen einerseits für feste Brennstoffe, also beispiels weise Kohlestaub und andererseits für gasförmige oder flüssige Brennstoffe. Diese benötigen deshalb ein relativ großes Bau volumen.

Anwendungsbereich der Erfindung

Das Verfahren zum Verbrennen von Kohlestaub bzw. pulveri sierter Kohle gemäß der Erfindung ist besonders effektiv, wenn es in Schmelzbrennern angewendet wird, die beispielsweise in einem elektrischen Ofen zum Schmelzen von Stahlschrott oder in einem Fusionsofen zum Schmelzen von Kupfer und dergleichen eingesetzt werden.

Zusammenfassende Kurzbeschreibung der Erfindung

Zusammenfassend kann die Erfindung abschließend wie folgt defi niert werden.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum besonders zweck mäßigen Verbrennen von Kohlestaub. Nach diesem Verfahren wird Kohlestaub mit einer Temperatur (t) verwendet, um eine stabile Flamme zu erzeugen, deren Temperatur nicht unter 2000°C liegen soll. Um das zu ermöglichen wird der Kohlestaub zusammen mit einem Hilfsverbrennungsgas verbrannt, das einen bestimmten Sauer stoffgehalt (C) haben soll. Das Hilfsverbrennungsgas wird vor geheizt, ehe es zusammen mit dem Kohlestaub verbrannt wird. Zweck mäßigerweise werden sowohl der Kohlestaub als auch das Hilfs verbrennungsgas vorgeheizt, ehe sie gemeinsam verbrannt werden. Weiterhin ist es zweckmäßig, den Kohlestaub und das vorgeheizte Hilfsverbrennungsgas miteinander zu mischen und dieses Gemisch zu verbrennen, gleichgültig, ob auch der Kohlestaub vorgeheizt wird oder nicht. Während dem Vorheizen des Hilfsverbrennungsgases wird dessen Temperatur auf eine Temperatur T angehoben, deren Wert sich aus folgender Beziehung ergibt:

T ≧ exp {14,14 - 1,84 ln C - exp (0,01127t - 3,444)}.

Claims

1. Verfahren zum Verbrennen von Kohlestaub unter Ver wendung eines Hilfsverbrennungsgases, dadurch gekenn zeichnet, daß zur Erzeugung einer stabilen Flamme von einer Temperatur von nicht weniger als 2.000°C der Kohlestaub und das Hilfsverbrennungsgas vorgeheizt werden und anschließend der Kohlestaub mit dem vorge heizten Hilfsverbrennungsgas verbrannt wird, wobei das Vorheizen des Hilfsverbrennungsgases in der Weise er folgt, daß die Temperatur des Hilfsverbrennungases auf die Temperatur angehoben wird, die durch folgende Beziehung (i) definiert ist: T ≦ exp {14.14 - 1.84 ln C - exp (0.01127t - 3.444)} (i)wobei C der Sauerstoffgehalt in Vol% des Hilfsverbren nungsgases ist und zwischen 30% und 100% liegt und t die Temperatur in °C des Kohlestaubs ist und Werte zwischen -50°C und 300°C hat.

2. Verfahren zum Verbrennen von Kohlestaub unter Verwendung eines Hilfsverbrennungsgases, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung einer stabilen Flamme von einer Temperatur von nicht weniger als 2.000°C das Hilfsverbrennungsgas vorgeheizt wird und anschließend der Kohlestaub mit dem vorgeheizten Hilfsverbrennungs gas verbrannt wird, wobei das Vorheizen des Hilfsver brennungsgases in der Weise erfolgt, daß die Temperatur des Hilfsverbrennungases auf die Temperatur angehoben wird, die durch folgende Beziehung (ii) definiert ist: T exp (14.14 - 1.84 ln C) (ii)wobei C der Sauerstoffgehalt in Vol% des Hilfsverbren nungsgases ist und zwischen 50% und 100% liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß der Kohlestaub und das vorgeheizte Hilfs verbrennungsgas vor dem Verbrennen miteinander gemischt werden.