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Einrichtung zur Verbrennung, Vergasung oder Entgasung von feinkörnigen
Brennstoffen und Verfahren zum Betrieb der Einrichtung. Es ist bereits vorgeschlagen
worden, feinkörnige oder staubförmige Brennstoffe in einem nach oben trichterförmig
erweiterten stehenden Schacht in einem aufsteigenden Luftstrom zu verbrennen, wobei
die Verbrennung derart durchgeführt werden soll, daB sich der in den Schacht eingeführte
Brennstoffstaub entweder gegen oder in der Richtung des aufsteigenden Luftstromes
in fortschreitender Bewegung befindet, oder aber es
soll die Verbrennung
in wesentlich ruhendem schwebendem Zustande des Brennstoffes erfolgen. Die Inbetriebsetzung
und Regelung derartiger Feuerungen sowie die Sicherung der vollkommenen Ausnutzung
des Brennstoffes bietet aber wesentliche Schwierigkeiten.
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Gemäß der Erfindung ist unterhalb .der tiefer als die Einführungsstelle
des Brennstoffs liegenden unteren Mündung des- nach oben erweiterten Verbrennungsschachtes
ein mit Windeintrittsöffnungen ausgerüsteter, in Bezug auf die untere Schachtmündung
erweiterter Raum- mit eingebautem Rost zur Aufnahme der durch die untere Schachtmündung
niederfallenden Brennstoffteile vorgesehen.
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Wird der im Schacht aufsteigende Gasstrorn durch Einblasen erzeugt,
so ist die unter dem Schacht angebrachte erweiterte Rostkammer gasdicht an den Schacht
angeschlossen, wobei die Windkanäle oder ein Teil derselben in die Rostkammer mündet,
so daß der in den Schacht eintretende Luftstrom oder ein Teil desselben über oder
durch den Rost streicht. Dabei ist unter dem Rost zweckmäßig ein zur Aufnahme der
Aschen und Schlacken dienender Wasserverschluß angeordnet, durch den eine Schlackenaust_ragv
orrichtung geführt ist.
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Die neue Einrichtung ermöglicht es, den Ofen derart zu betreiben,
daß der Brennstoff im Schachte in wesentlich ruhendem schwebendem Zustande der Verbrennung
oder Vergasung unterworfen wird. Um dabei die unverbrannten oder unverbrennbaren
Teile auszuscheiden und auf den Schlackenrost gelangen zu lässen, wird gemäß der
Erfindung der in den trichterförmigen Schacht von unten eingeblasene, den in den
Schacht gespeisten kleinkörnigen oder staubförmigen Brennstoff schwebend haltende
Gasstrom periodisch gedrosselt oder ganz abgestellt, damit die unverbrannten oder
unverbrennbaren Teile aus dem Bereich des aufsteigenden Gasstromes niederfallen
und auf den Schlackenrost gelangen können. Gleichzeitig mit der Drosselung oder
Abstellung des Gasstromes kann man auch die Brennstoffzufuhr periodisch vermindern
oder einstellen.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der neuen Feuerungseinrichtung
in schematischem Längsschnitt dargestellt, Wie aus der Zeichnung hervorgeht, besteht
der Feuerraum i aus einem sich nach aufwärts allmählich oder stufenweise erweiternden
stehenden Schachte, der im wesentlichen kegelig, pyramidenförmig oderkeilförmig
gestaltet sein kann. An das untere Ende des Schachtes schließt sich ein Teil e mit
gleichmäßigem oder nach unten erweitertem Querschnitt an. Der mehr oder weniger
grob oder fein zerkleinerte Brennstoff wird an einer oder an mehreren Stellen 4.
mittels mechanischer Zuführungsvorrichtungen, z. B. der Förderschnecken 3, oder
mittels pneumatischer Fördervorrichtungen, z. B. durch Einblasen in den Schacht
r, gespeist. Die Menge dieser Einblaseluft ist jedoch zweckmäßig so gering bemessen,
daß sie bloß zur Einführung cies Brennstoffes genügt und diesem keine nennenswerte-
Geschwindigkeit verleiht. Am Boden des Schachtes z- oder in der -Nähe desselben,
z. B. an der unteren Mündung 2 des trichterförmigenVerbrennungsschachtes, wird Verbrennungsluft
eingeblasen, welche den in den Sehacht gespeisten Brennstoff in schwebendem Zustande
hält. io ist ein Luftv er teilereinsatz.
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Mit Rücksicht darauf, daß der Querschnitt des Verbrennungsschachtes
nach aufwärts zunimmt, tritt nach oben eine Abnahme der Strömungsgeschwindigkeit
ein. Die Körnchen steigen mit dem Luftstrom so weit, bis ein Gleichgewicht mit der
nach oben abnehmenden Strömungsgeschwindigkeit eintritt. Infolgedessen wird der
bei .4 in den Feuerraum i eingeführte Kohlenstaub, nach Korngröße geschichtet, in
Schwebe gehalten und nicht in der Strömungsrichtung der Gase fortgerissen. Dem Kohlenstaub
steht also selbst bei gröberer Korngröße genügende Zeit zur Verfügung, um vollkommen
verbrannt bzw. bei beschränkter Sauerstoffzufuhr vergast zu werden.
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Die Schwebezone jeder Korngröße ist durch die zugeordnete Geschwindigkeit
der Luft bestimmt; die veränderlichen Schwebemengen (gleichzeitig im Schwebezustande
befindliches Material) bedingen eine Änderung des »Luftanfangsdruckes«. Mit Vermehrung
der schwebenden Brennstoffmenge steigt die zu leistende Schwebearbeit der Luft bei
gleichbleibender Luftmenge. Diesem Umstande kann mit Volumluftförderern (z. B. Kapsel-oder
Kolbenluftpumpe 13) Rechnung getragen werden, welche unabhängig vom Gegendruck (also
vom veränderlichen Schachtanfangsdrucke) gleiche Luftrauminhalte fördern.
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Das Schweben kann entweder lediglich durch die Verbrennungsluft bewirkt
werden, oder man kann die Wirkung der Luft durch Zufuhr von brennbaren Gasen, Verbrennungsgasen
oder "Wasserdampf unterstützen.
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Um das Niedersinken der unverbrennbaren Teile zu sichern, wird das
Einblasen der Luft und gegebenenfalls auch des Kohlenstaubes periodisch unterbrochen
oder in den verschiedenen Höhen des Feuerraumes periodisch geändert. So z. B. kann
man die Zuführung der Luft durch die Rohre 7 zeitweilig einstellen, damit die Asche
Gelegenheit hat, niederzusinken, wobei auch gleichzeitig die Zuführang
der
Luft durch die Düsen 9 gedrosselt oder sogar abgestellt werden kann.
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Die periodische Änderung der eingeblasenen Luftmenge kann auch derart
erfolgen, daß die eingeblasene Luftmenge nur in den tieferen Schichten des Feuerraumes
eine Abänderung erfährt, während sie in den oberen Schichten unverändert bleibt.
Dies kann hei in mehreren Höhen angeordneten Einblaseöttnungen z. B. derart erfolgen,
daß. während die tiefste Luftzuführung 7 gedrosselt wird, entsprechend größere -Mengen
Luft durch die Düse 9 eingeblasen werden.
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Da aus dein Verbrennungsschacht größere Brennstoffteilchen, insbesondere
gelegentlich der Abstellung der Luftzufuhr zweck. Abschlackung, herabfallen können,
befindet sich unterhalb des engsten Querschnittes des Verbrennungsschachtes eine
erweiterte Windkammer 5, in der unter dem Schachte ein Rost 6 eingebaut ist, auf
welchem die Verbrennung des niedergefallenen Brennstoffes stattfindet, wodurch die
Verbrennungsluft für den Schacht vorgewärmt wird, was durch den dem Rost 6 bei 8
unmittelbar zugeführten Brennstoff unterstützt werden kann. Zu diesem Zwecke wird
die Luft gänzlich oder zum Teil durch die Windkammer 5 und ein Teil dieser Luft
durch den Rost 6 geführt. Dieser Rost kann ein feststehender, umklappbarer oder
mechanisch bewegter sein. Falls der Rost nicht unmittelbar unter der Bodenöffnung
des Schachtes liegt, müssen ihm die herabfallenden Teilchen in geeigneter Weise
zugeführt werden. Den Boden der Windkammer bildet ein Wasserverschluß i i, in dem
sich die vom Roste fallende Schlacke bzw. Asche sammelt und mittels einer durch
den Wasserverschluß hindurchgeführten Austragvorrichtung 12- entfernt wird.
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Durch die Anordnung des Rostes 6 wird die Inbetriebsetzung und Regelung
der Feuerung wesentlich erleichtert. Es genügt, am Roste 6 ein kleines Feuer anzuzünden
oder aufrechtzuerhalten. Beim Einblasen von Luft und Speisen von Kohlenstaub entzündet
sich letzterer sofort, ohne daß man den Schacht zuerst anwärmen müßte. Man kann
die Brennstoffzufuhr auch zwecks Regelung der Feuerung in kürzeren oder längeren
periodischen "Zeitabschnitten aussetzen lassen, wobei beim neuerlichen Einführen
des Brennstoffes ohne «-eitores eine sofortige Entzündung eintritt.
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Es lassen sich beliebige mehr oder weniger fein zerkleinerte Brennstoffe,
z. B. Steinkohle. Koks, Halbkoks, Braunkohle, Lignit, Sägemehl oder deren Mischungen;
vollkommen oder mit beschränkter Luftzufuhr zu Generatorgas verbrennen bzw. vergasen
oder aber verschwelbare oder entgasbare Brennstoffe in dieser Weise in schwebendem
staubförtnigein Zustande verschwelen oder entgasen. Es genügt, den Brennstoff grob
zu zerkleinern, -\vobei es sich erübrigt, die beim Zerkleinern entstehenden verschiedenen
Korngrößen durch Sieben voneinander zu scheiden.
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Beim Verschwelen in schwebendem Zu-:tande «-erden die in den Schweberaum
eingeführten Gase vor ihrer Einführung auf die Schweltemperatur erwärmt. Der periodische
Betrieb gestattet, daß der bei der Verschwelung zurückgebliebene Koks- bzw. Halbkoks-:taub
niedersinkt.