DE3802504A1 - Brenner - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Brenner für einen Ofenraum, eine Gaszuführung, eine Luftzuführung, eine Brenn­ kammer sowie eine Sekundärluftzuführung.

Es ist üblich, bei derartigen Brennern die Sekundärluft­ zufuhr von außen her in bezug auf das Gehäuse des Brenners in eine Mischstrecke zu leiten. Dadurch entsteht ein verhältnis­ mäßig großräumiges Brennersystem, von dem nicht gesagt werden kann, daß der Brenner und die Zufuhreinrichtung für das Zusatz­ medium eine Einheit bildeten. Zum Teil sind die bekannten Brenner mit einem zusätzlichen sog. Sekundärluftgehäuse ausgebildet, das für sich eine separate Baueinheit bildet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Brenner der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß eine kompakte und für sich abgeschlossene Brennereinheit entsteht, wenngleich noch ein zusätzliches Medium eingeführt werden soll.

Erreicht wird dies durch einen Brenner gemäß dem Patent­ anspruch.

Wesentliches Merkmal der Erfindung ist, daß wenigstens eine Leitung durch den inneren Bereich der Brennerkammer hin­ durchgeführt wird und in den strömungsmäßig dahinterliegenden Bereich vorragt. Es kann sich hierbei um ein zentrisch oder ex­ zentrisch angeordnetes Einzelrohr handeln, oder aber mehrere nebeneinander oder ineinander angeordnete Rohre.

Es liegt auf der Hand, daß durch diese Anordnung der Leitung für das zusätzliche Medium, die Außenabmessungen des Brenners nicht oder nur wenig vergrößert werden, wenn man diesen mit einem bekannten Brenner mit Sekundärluftzuführung vergleicht.

Die Zufuhr des zusätzlichen Mediums kann verschiedene Gründe haben, was beispielsweise von dem Einsatzzweck des Ofenraums abhängt.

Beim Einsatz eines Brenners gemäß der Erfindung für Öfen für die keramische Industrie, wird durch ein mittig angeordnetes Rohr der für den Prozeß erforderliche Kühlme­ diumvolumenstrom zugeführt, der sich mit dem Rauchgasvolumen­ strom vollständig vermischt und mit extrem hoher Geschwindigkeit austritt. Eine derartige Ausbildung wird eingesetzt, wenn der Feuerraum mit extrem niedriger Temperatur beginnend aufge­ heizt und sowohl eine homogene Atmosphäre als auch eine sehr gute Temperaturgleichmäßigkeit haben muß. Je nach verwendeter Gase kann eine reduzierende, oxidierende oder eine Atmosphäre mit hohem Inertgasanteil erreicht werden.

Die Rauchgase, die aus der Brennkammer des Brenners aus­ treten, können stöchiometrisch oder leicht reduzierend oder leicht oxidierend sein, wobei das reduzierende Medium dann durch das Mittelrohr zugeführt wird. Es kann sich bei diesem Medium um ein Gas handeln, eine zerstäubte Flüssigkeit oder ein pulverisierter Feststoffstrom.

Wenn das Einsatzgut im Ofenraum aus Qualitätsgründen nach dem Aufheizen auf eine bestimmte Temperatur eine vorgegebene Abkühlgeschwindigkeit erfordert, werden der Rauchgasvolumen­ strom aus der Brennkammer des Brenners durch Brennstoffvolumen­ stromzufuhr und der Volumenstrom des Kühlmediums durch das Mittelrohr nach der vorgegebenen Soll- Temperatur des Ofen­ raums bzw. des Einsatzgutes in Abhängigkeit von der Zeit geregelt werden.

Auch kann ein Schadstoff oder mehrere Schadstoffe, die vor Eintritt in den Feuerraum miteinander vermischt werden dürfen und beim Eintritt in den Feuerraum direkt gezündet werden müssen, durch das Mittelrohr zugeführt werden.

Bei einer stickoxydarmen Verbrennung findet in der Brennkammer des Brenners eine Verbrennung mit Luftüber­ schuß statt, wobei die Luftzahl beliebig hoch im Bereich der Funktionsfähigkeit des Brenners sein kann. Durch das mittlere Rohr wird der Restbrennstoff bis zur stöchiometri­ schen Verbrennung zugeführt.

Es ist auch möglich, in der Brennkammer des Brenners mit Brennstoffüberschuß zu arbeiten. In diesem Fall kann die Luftzahl beliebig klein im Rahmen der Funktions­ fähigkeit des Brenners sein. Durch das Mittelrohr wird dabei die Restluft bis zur stöchiometrischen Verbrennung zugeführt.

Die Ausführung eines Brenners gemäß der Erfindung mit mehr als einem Rohr ist in verschiedenen Einsatzbereichen zweckmäßig.

Wenn in einer thermischen Nachverbrennungsanlage mehrere Schadstoffe verbrannt werden sollen, die vor Eintritt in den Feuerraum nicht miteinander vermischt werden dürfen, können diese durch separate Räume durch die Brennkammer hindurch geführt werden. Als Schadstoffe kommen Gase, Flüssigkeiten oder Feststoffe in Frage.

Sollen beispielsweise zwei Brennstoffarten eingesetzt werden, so erweist sich die Verwendung von zwei Rohren als vorteilhaft. Im Verbrennungsraum des Brenners findet dann die Verbrennung mit beispielsweise Erdgas statt, während durch durch ein Rohr Schwachgas und durch ein zweites Rohr die not­ wendige Luft für die stöchiometrische Verbrennung zugeführt werden. Auch hier können die unterschiedlichsten Arten von Medien miteinander kombiniert werden, z. B. Gas mit Öl, Öl mit Kohle­ pulver, Gas mit Pulver.

Schließlich erweist sich auch die Verwendung von zwei Rohren als vorteilhaft, wenn in einem Feuerraum eine sehr hohe Temperatur von beispielsweise 2000°C erforderlich ist. In der Brennkammer des Brenners findet die Verbrennung mit einem Teilbrennstoff und der dazu notwendigen Luft für die stöchiometrische Verbrennung statt, damit die Auskleidung des Brenners sowie die Luft- und Gasdüse nicht der hohen thermischen Belastung ausge­ setzt werden und nach kurzer Zeit zerstört werden würden. Durch das eine Rohr wird Restbrennstoff und durch das zweite Rohr der benötigte Sauerstoff zugeführt.

In gleicher Weise kann auch vorgegangen werden, wenn eine extrem reduzierende Atmosphäre eingesetzt werden soll. In diesem Fall kann der erforderliche Brennstoffstrom durch das eine Rohr und der Sauerstoff durch das andere Rohr zuge­ führt werden.

Größe und Form der einzelnen verwendeten Rohre können unterschiedlich ausgebildet sein. Als Material für die Rohr­ leitung bzw. Rohrleitungen kommen metallische und/oder feuer­ feste Werkstoffe in Frage. Möglich ist auch, die Rohrleitungen zusätzlich zu kühlen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert.

Die Figur zeigt einen Längsquerschnitt durch einen Brenner gemäß der Erfindung.

Mit 10 ist ein im wesentlichen rotationssymmetrisches Brennergehäuse bezeichnet, das im wesentlichen bekannten Auf­ bau hat. Mit 11 ist die Brennkammer bezeichnet, die Pfeile 12 und 13 zeigen die Gaszuführung sowie die Luftzuführung.

Die bislang erwähnten Teile des Brenners sind bekannt, so daß auf die weitere Angabe von Einzelheiten ihres Auf­ baus und der Funktion verzichtet werden kann.

Mit 30 ist ein Rohr bezeichnet, welches vom zuführ­ seitigen Ende des Brennergehäuses 10 her durch die Brennkammer 11 hindurch in den dahinterliegenden Raum führt. Mit 31 ist die Zuführung für ein zusätzliches Medium bezeichnet.

In der gezeigten Ausführungsform handelt es sich bei der Leitung 30 um ein zentrisch angeordnetes Rohr, welches von der Zuführseite des Brenners her montiert und festgesetzt wird. Die hierfür vorgesehenen Einrichtungen sind an und für sich bekannt und bedürfen daher keiner weiteren Beschreibung.

Die Leitung 30 kann im Bereich der Brennkammer 11 am Austritt von Gas und Luft zusätzlich gehaltert sein, damit die Leitung 30 in der gewünschten Lage verbleibt, wenn ein Brenn­ vorgang durchgeführt wird.

Claims (1)

1. Brenner für einen Ofenraum aufweisend eine Gaszuführung, eine Luftzuführung, eine Brennkammer sowie eine Sekundärluft­ zuführung, gekennzeichnet durch mindestens eine durch die Brenn­ kammer (11) hindurchgeführte und in den Bereich hinter der Brenn­ kammer (11) führende Leitung (30) für einen zusätzlichen Medium­ strom, beispielsweise für Kühlmedien, oxydierende oder reduzie­ rende Gase, Inertgase, zu verbrennende oder nachzuverbrennende Gase, Flüssigkeiten, pulverisierte Feststoffe, Kohlenstaub, Schadstoffe oder ein Gemisch von diesen.