DE3818644A1

DE3818644A1 - Burner

Info

Publication number: DE3818644A1
Application number: DE19883818644
Authority: DE
Inventors: Joachim Dipl Chem Dr Stendel; Heinrich Dipl Ing Weiler; Jens Dipl Chem Dr Tiedemann
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1988-06-01
Filing date: 1988-06-01
Publication date: 1989-12-14

Abstract

A burner which is suitable for operation with a brown-coal dust/air mixture and at least one combustible gas comprises a burner head 1, a burner central part 2 and a burner foot 3. In this arrangement, the burner head 1 has a laterally arranged inlet connection piece 4 and a gas feed pipe 18 running concentrically with the burner axis, while the burner foot 3 comprises at least one ceramic insert 15 provided with a central opening. The burner central part 2 comprises an outer tube 5, a central tube 6 and an inner tube 7 which are arranged concentrically with one another so as to form an outer annular space 8 and a central annular space 9. The burner foot 3 is built up from an inner tube 11 and an outer tube 12 which are arranged concentrically with each other so as to form an annular space 13. The inner tube 11 and the outer tube 12 are connected in a tight-sealing manner at their upper side and their lower side with in each case one horizontally arranged plate 14 having a central opening. A ceramic insert 15 bears against the inner surface of the inner tube 11 and every plate 14. The gas feed pipe 18 inserted centrally into the burner head 1 is guided through the burner central part 2 so as to form an inner annular space 19 and terminates in the upper region of the burner foot 3. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Brenner, welcher zum Betreiben mit einen Braunkohlenstaub/Luft-Gemisch und mindestens einem brennbaren Gas geeignet ist und welcher aus einem Brennerkopf, einem Brennermittelteil und einem Brennerfuß besteht, wobei der Brennerkopf einen seitlich angeordneten Eintrittsstutzen und ein konzentrisch zur Brennerachse verlaufendes Gaszuführungsrohr aufweist und wobei der Brennerfuß mindestens einen, mit einer Mittelöff nung versehenen keramischen Einsatz umfaßt.The present invention relates to a burner which to operate with a lignite dust / air mixture and at least one combustible gas is suitable and which one from a burner head, a burner middle part and one There is a burner foot with the burner head on the side arranged inlet connection and a concentric to Has burner axis extending gas supply pipe and the burner foot at least one, with a Mittelöff provided ceramic insert.

Es ist ein Brenner mit Vormischung bekannt, welcher für gasbeheizte Industrieöfen vorgesehen ist und welcher aus einem Brennerkopf mit seitlichem Eintrittsstutzen für Luft und einem konzentrisch zur Brennerachse angeordneten Gaszu führungsrohr sowie aus einem Brennerfuß mit einem eine Mit telöffnung aufweisenden keramischen Einsatz besteht (vergl. LUEGER: "Lexikon der Technik", 4. Auflage, Band 5, 1963, Seite 101, Bild 4).A premix burner is known which is used for gas-fired industrial furnaces is provided and which one a burner head with side inlet for air and a gas supply arranged concentrically to the burner axis guide tube and a burner base with a with there is a ceramic insert (see LUEGER: "Lexikon der Technik", 4th edition, volume 5, 1963, Page 101, picture 4).

Nachteilig ist bei dem bekannten Brenner, daß sein Betrieb ausschließlich mit brennbaren Gasen möglich ist.The disadvantage of the known burner is that its operation is only possible with flammable gases.

Benötigt man sehr große Wärmemengen, beispielsweise beim Verfahren zum Trocknen und Brennen von Granülen aus Roh phosphat nach der US-PS 31 00 106, so begrenzt die Menge des verfügbaren brennbaren Gases die Menge des herstellba ren Brenngutes.If you need very large amounts of heat, for example when Process for drying and firing raw granules phosphate according to US-PS 31 00 106, so limits the amount of the available combustible gas the amount of producible ren fired goods.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein aus einem Brennerkopf, einem Brennermittelteil und einem Bren nerfuß bestehenden Brenner anzugeben, welcher zum Verbren nen sowohl eines brennbaren Gases als auch von Braunkohlen staub geeignet ist. Ein solcher Brenner ist dadurch gekenn zeichnet, daß das Brennermittelteil aus einem äußeren Rohr, einem mittleren Rohr und einem inneren Rohr besteht, welche konzentrisch zueinander unter Ausbildung eines äußeren Ringraumes und eines mittleren Ringraumes angeordnet sind;, daß der Brennerfuß aus einem Innenrohr und einem Außenrohr aufgebaut ist, welche konzentrisch zueinander unter Ausbil dung eines Ringraumes angeordnet sind, wobei das Innenrohr und das Außenrohr an ihrer Oberseite und an ihrer Untersei te mit je einer horizontal angeordneten, eine mittige Öff nung aufweisenden Platte dichtschließend verbunden sind und wobei an der Innenfläche des Innenrohres und jeder Platte ein keramischer Einsatz anliegt; und daß das mittig in den Brennerkopf eingesetzte Gaszuführungsrohr durch das Bren nermittelteil unter Ausbildung eines inneren Ringraumes hindurchgeführt ist und im oberen Bereich des Brennerfußes endet.It is therefore an object of the present invention to a burner head, a burner center part and a burner to specify existing burner, which to burn both a combustible gas and lignite dust is suitable. Such a burner is known records that the burner middle part from an outer tube, a middle tube and an inner tube, which concentric with each other to form an outer Annulus and a middle annulus are arranged; that the burner foot consists of an inner tube and an outer tube is built up, which is concentric with each other under training tion of an annular space are arranged, the inner tube and the outer tube at the top and at the bottom te with a horizontally arranged, a central opening plate are connected tightly and being on the inner surface of the inner tube and each plate there is a ceramic insert; and that the middle in the Burner head inserted gas supply pipe through the burning middle part with formation of an inner annulus is passed and in the upper area of the burner foot ends.

Der erfindungsgemäße Brenner kann wahlweise auch noch da durch weitergebildet sein, daßThe burner according to the invention can optionally also be there be educated by that

a) the outer tube of the burner middle part gas has guide socket;
b) the inner tube of the burner base has a larger diameter ser than the outer tube of the burner middle part points;
c) a burner air supply in the outer tube of the burner foot guide tube opens;
d) the middle tube of the burner middle part over a Flange connection with the burner head tightly closing connected is;
e) one with a central opening in the flange connection disc is inserted;
f) the inner circumference of the disc and the upper end of the inner tube of the burner middle part tightly closing are connected to each other;
g) the outer tube of the burner middle part tightly closing is inserted in the upper plate of the burner foot.

Werden Brenner gemäß der Erfindung auf die Brennergehäuse der Vorrichtung zum Trocknen und Brennen von Rohphosphat- Granülen nach der US-PS 33 05 226 aufgesetzt, so ist es möglich, beim Betrieb dieser Vorrichtung größere Mengen Kohlenmonoxid oder Phosphorofengas, welches wegen seines Restphosphor-Gehaltes nicht in Gasometern speicherbar ist, durch gut zu bevorratenden Braunkohlenstaub zu ersetzen.Are burners according to the invention on the burner housing the device for drying and firing raw phosphate Granules placed according to US-PS 33 05 226, so it is possible, larger quantities when operating this device Carbon monoxide or phosphorus furnace gas, which because of its Residual phosphorus content cannot be stored in gasometers, to be replaced by lignite dust that is easy to store.

Steht für den Betrieb des erfindungsgemäßen Brenners im Rahmen des Trocknens und Glühens von Rohphosphat-Granülen weder Kohlenmonoxid noch Phosphorofengas zur Verfügung, so muß zur Aufrechterhaltung einer Flamme aus Braunkohlenstaub ein Stützgas, wegen seines kleinen Strömungswiderstandes vorzugsweise Wasserstoff, durch ein enges zentrales Rohr mitverbrannt werden.Stands for the operation of the burner according to the invention in Frame for drying and annealing raw phosphate granules neither carbon monoxide nor phosphorus furnace gas available, so must maintain a flame from lignite dust a support gas because of its small flow resistance preferably hydrogen, through a narrow central tube co-burned.

In der beigefügten Zeichnung ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Brenners schematisch und im Schnitt dar gestellt.In the accompanying drawing is an embodiment of the burner according to the invention schematically and in section posed.

Der Brenner besteht aus einem Brennerkopf 1, einem Brenner mittelteil 2 und einem Brennerfuß 3. Der Brennerkopf 1 weist einen seitlich angeordneten Eintrittsstutzen 4 zur Aufnahme eines Braunkohlenstaub-Luft-Gemisches auf, während das Brennermittelteil 2 aus einem äußeren Rohr 5, einem mittleren Rohr 6 und einem inneren Rohr 7 besteht, welche konzentrisch zueinander und mit Abstand voneinander unter Ausbildung eines äußeren Ringraumes 8 und eines mittleren Ringraumes 9 angeordnet sind. Dabei mündet in das äußere Rohr 5 ein Gaszuführungsstutzen 10 für ein kohlenmonoxid haltiges Gas ein. Schließlich besteht der Brennerfuß 3 aus einem Innenrohr 11, dessen Durchmesser größer ist als der Durchmesser des äußeren Rohres 5, während das Innenrohr 11 konzentrisch und mit Abstand von einem Außenrohr 12 unter Ausbildung eines Ringraumes 13 umgeben ist. Innenrohr 11 und Außenrohr 12 sind an ihrer Oberseite und an ihrer Un terseite mit je einer horizontal angeordneten, eine mittige Öffnung aufweisenden Platte 14 versehen. Im Innenrohr 11 sind zwei mit Mittelöffnungen versehene keramische Einsätze 15 befestigt. Schließlich mündet in das Außenrohr 12 ein Brennerluft-Zuführungsrohr 16 ein.The burner consists of a burner head 1 , a burner middle part 2 and a burner foot 3 . The burner head 1 has an inlet connection 4 arranged on the side for receiving a lignite dust-air mixture, while the burner middle part 2 consists of an outer tube 5 , a middle tube 6 and an inner tube 7 , which are concentric with one another and at a distance from one another to form one outer annular space 8 and a central annular space 9 are arranged. In this case, a gas supply nozzle 10 for a gas containing carbon monoxide opens into the outer tube 5 . Finally, the burner base 3 consists of an inner tube 11 , the diameter of which is larger than the diameter of the outer tube 5 , while the inner tube 11 is concentrically and at a distance surrounded by an outer tube 12 to form an annular space 13 . Inner tube 11 and outer tube 12 are provided on their top and on their underside with a horizontally arranged plate 14 having a central opening. In the inner tube 11 , two ceramic inserts 15 are provided with central openings. Finally, a burner air supply pipe 16 opens into the outer pipe 12 .

Der Brennerkopf 1 ist über eine Flanschverbindung mit dem mittleren Rohr 6 und dem inneren Rohr 7 des Brennermittel teiles 2 dichtschließend verbunden, wobei zwischen die Flansche eine kreisringförmige Scheibe 17 derartig einge legt ist, daß der mittlere Ringraum 9 nach oben hin ver schlossen ist.The burner head 1 is tightly connected via a flange connection to the middle tube 6 and the inner tube 7 of the burner part 2 , an annular disk 17 being inserted between the flanges such that the middle annular space 9 is closed at the top.

Das Brennermittelteil 2 ist mit seinem äußeren Rohr 5 dichtschließend in die obere Platte 14 des Brennerfußes 3 eingesetzt.The burner central part 2 is inserted with its outer tube 5 sealingly in the upper plate 14 of the burner base. 3

Mittig in dem Brennerkopf 1 ist ein konzentrisch zur Bren nerachse verlaufendes Gaszuführungsrohr 18 angeordnet, wel ches durch das Brennermittelteil 2 unter Ausbildung eines inneren Ringraumes 19 hindurchgeführt ist und im oberen Be reich des Brennerfußes 3 endet.In the center of the burner head 1 there is a gas supply pipe 18 which runs concentrically with the burner axis, which passes through the middle part 2 of the burner to form an inner annular space 19 and ends in the upper region of the burner base 3 .

Die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Brenners ist wie folgt: Braunkohlenstaub, welcher aus einem Silo mit einer Dosierschnecke in einen Luftförderstrom ausgetragen wird, tritt über den Eintrittsstutzen 4 mit hoher Geschwindigkeit (< 17 m/s) in den Brennerkopf 1 ein, verliert beim Auftref fen auf die gegenüberliegende Wand seine kinetische Energie und durchströmt zusammen mit der Luft den inneren Ringraum 19, aus welchem er am oberen Ende des Brennerfußes 3 aus tritt. Wasserstoff tritt mit gleicher Geschwindigkeit aus dem Gaszuführungsrohr 18 aus, welches unterhalb des Endes des Ringraumes 19 endet. Kohlenmonoxid und/oder Phosphor ofengas werden über den Gaszuführungsstutzen 10 eingebracht und strömen über den äußeren Ringraum 8 zum Brennerfuß 3. Schließlich wird Brennerluft über das Zuführungsrohr 16 in den Brennerfuß 3, in welchem eine nach unten gerichtete Flamme erzeugt wird, eingeführt.The operation of the burner according to the invention is as follows: brown coal dust, is which is discharged from a silo to a dosing screw in an air flow occurs via the inlet tube 4 at high speed (<17 m / s) in the burner head 1 a, loses when striking fen the opposite wall its kinetic energy and together with the air flows through the inner annular space 19 , from which it emerges at the upper end of the burner base 3 . Hydrogen emerges from the gas supply pipe 18 at the same speed, which ends below the end of the annular space 19 . Carbon monoxide and / or phosphorus furnace gas are introduced via the gas feed pipe 10 and flow via the outer annular space 8 to the burner foot 3 . Finally, burner air is introduced via the feed pipe 16 into the burner foot 3 , in which a downward flame is generated.

Steht Kohlenmonoxid oder Phosphorofengas nicht zur Verfü gung, so gewährleistet die Mitverwendung von Wasserstoff als Stützgas (mindestens 0,2 m³ Wasserstoff je kg Braunkoh lenstaub) die Aufrechterhaltung der Braunkohlenstaub-Flam me.If carbon monoxide or phosphorus furnace gas is not available, the use of hydrogen as a supporting gas (at least 0.2 m ³ hydrogen per kg lignite dust) ensures that the lignite dust flame is maintained.

Claims

1. For operation with a lignite dust / air mixture and at least one combustible gas, suitable burner, consisting of a burner head, a burner middle part and a burner foot, the burner head having an inlet connection arranged at the side and a gas supply pipe running concentrically to the burner axis and the burner foot At least one ceramic insert provided with a central opening, characterized in that the burner central part ( 2 ) consists of an outer tube ( 5 ), a central tube ( 6 ) and an inner tube ( 7 ) which are concentric with one another to form an outer one Annulus ( 8 ) and a central annulus ( 9 ) are arranged; that the burner foot ( 3 ) is constructed from an inner tube ( 11 ) and an outer tube ( 12 ), which are arranged concentrically to one another to form an annular space ( 13 ), the inner tube ( 11 ) and the outer tube ( 12 ) on their top and on their underside, each with a horizontally arranged, central opening, the plate ( 14 ) is tightly connected and a ceramic insert ( 15 ) rests on the inner surface of the inner tube ( 11 ) and each plate ( 14 ); and that the gas feed pipe ( 18 ) inserted into the center of the burner head ( 1 ) is guided through the burner middle part ( 2 ) with the formation of an inner annular space ( 19 ) and ends in the upper region of the burner foot ( 3 ).

2. Burner according to claim 1, characterized in that the outer tube ( 5 ) of the burner middle part ( 2 ) has a gas supply guide socket ( 10 ).

3. Burner according to claim 1 or 2, characterized in that the inner tube ( 11 ) of the burner foot ( 3 ) has a larger diameter than the outer tube ( 5 ) of the burner middle part ( 2 ).

4. Burner according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that a burner air supply pipe ( 16 ) opens into the outer tube ( 12 ) of the burner foot ( 3 ).

5. Burner according to at least one of claims 1 to 4, characterized in that the central tube ( 6 ) of the burner middle part ( 2 ) is tightly connected via a flange connection to the burner head ( 1 ).

6. Burner according to claim 5, characterized in that in the flange connection is provided with a central opening disc ( 17 ).

7. Burner according to claim 6, characterized in that the inner periphery of the disc ( 17 ) and the upper end of the inner tube ( 7 ) of the burner middle part ( 2 ) are tightly connected to each other.

8. Burner according to at least one of claims 1 to 7, characterized in that the outer tube ( 5 ) of the burner middle part ( 2 ) is tightly inserted into the upper plate ( 14 ) of the burner foot ( 3 ).