DE60010174T2 - Multifuel - Google Patents

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    • F23D—BURNERS
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2209/00—Specific waste
    • F23G2209/10—Liquid waste

Abstract

Burner has, next to front nose (22), wings (20) to deviate internal flux of poor fuel coming from conduit (15). Wings form, combustion chamber, whirling jets around air jets form conduits (9, 11). Burner also comprises wings (21) for axial guiding of external flux of poor fuel coming from conduit (17). Nose has hoop (23) supporting wings (20) and inclined to rotate flux from conduit (15). An Independent claim is also included for the heating method of rotating furnace.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Brenner für mehrere Brennstoffe.The The present invention relates to a burner for multiple fuels.

Das technische Sektor der Erfindung ist der Bereich der Herstellung industrieller Brenner für Drehrohröfen.The Technical sector of the invention is the field of manufacture industrial burner for rotary kilns.

Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere einen Brenner, der wenigstens mit zwei unterschiedlichen Brennstoffen versorgt wird: einem ersten, sogenannten heizwertreichen Brennstoff, d.h. mit einem Hu von im allgemeinen mindestens 8000 kcal/Nm3, in fester (pulverförmiger), flüssiger oder gasförmiger Form und einem zweiten, sogenannten heizwertarmen Brennstoff, d.h. mit einem Ho unterhalb von 8000 kcal/Nm3, dessen Hu insbesondere in einem Bereich von 0 bis 3000 kcal/Nm3 liegt.The present invention relates in particular to a burner which is supplied with at least two different fuels: a first, so-called high-calorie fuel, ie with a Hu of generally at least 8000 kcal / Nm 3 , in solid (powdered), liquid or gaseous form and a second, so-called low-calorific fuel, ie with an Ho below 8000 kcal / Nm 3 , whose Hu is in particular in a range of 0 to 3000 kcal / Nm 3 .

Der zweite (heizwertarme) Brennstoff besteht zum Beispiel aus einem Gas, das aus der Pyrolyse von Erzschlamm stammt, aus einem Gas, das von der Fermentation organischer Abfälle tierischen oder pflanzlichen Ursprungs ("Biogas") herrührt, aus Abgasen, die von Herstellungsanlagen chemischer Produkte, insbesondere aus Anlagen der Petrochemie, herrühren, aus Gasen, die insbesondere von der Destillation von Alkohol herrühren, oder von einer Mischung dieser Schwachgase; diese Schwachgase haben einen relativ niedrigen und ferner veränderlichen Hu, je nach den Betriebsbedingungen der Anlage, von denen sie stammen; diese Gase können Teere, Säuren und/oder Stäube enthalten.Of the second (low-calorific) fuel consists for example of a Gas derived from the pyrolysis of ore sludge from a gas, that of the fermentation of organic waste animal or vegetable Origin ("biogas"), from waste gases, that of manufacturing plants of chemical products, in particular Petrochemical plants, from gases resulting, in particular, from the distillation of alcohol, or from a mixture of these weak gases; These faint gases have one relatively low and further variable Hu, depending on the operating conditions of the plant from which they originate; these gases can Tars, acids and / or dusts contain.

Die Druckschrift GB 2 123 945 beschreibt einen Schwachgasbrenner.The Document GB 2 123 945 describes a lean gas burner.

Die Patentschrift EP 421903 (Entreprise Generale de Chauffage Indusutriel Pillard) beschreibt einen Brenner, der umfasst:The patent EP 421903 (Entreprise Generale de Chauffage Indusutriel Pillard) describes a burner which comprises:

  • – eine zentrale Leitung zum Transport von Primärluft, in deren Innerem sich ein mit einer Düse zur Zerstäubung eines flüssigen Brennstoffes (Öl) versehenes Rohr erstreckt;- one central conduit for the transport of primary air, inside of which one with a nozzle for atomization a liquid Fuel (oil) provided Pipe extends;
  • - eine zweite ringförmige Leitung, die die erste Leitung umgibt, zum Transport eines pulverisierten festen oder gasförmigen Brennstoffes;- a second annular Lead surrounding the first lead, used to transport a powdered solid or gaseous fuel;
  • - eine dritte ringförmige Leitung, die die zweite Leitung umgibt, zum Transport eines Sauerstoffträgers (Primärluft), die an ihrem Ende mit Flügeln versehen ist, um den Luftstrom in Rotation zu versetzen;- a third annular Conduit surrounding the second conduit for transporting an oxygen carrier (primary air), which are provided with wings at the end is to set the air flow in rotation;
  • - eine vierte ringförmige Leitung, die die dritte Leitung umgibt, zum Transport eines Sauerstoffträgers (Primärluft), die an ihrem Ende mit Flügeln zur axialen Führung (d.h. zur Führung entlang einer zur Längsachse der ersten Leitung parallelen Richtung) des Flusses des Sauerstoffträgers.- a fourth annular Conduit surrounding the third conduit for transporting an oxygen carrier (primary air), those with wings at their end axial guidance (i.e., for guidance along one to the longitudinal axis the first line parallel direction) of the flow of the oxygen carrier.

Der in dieser Druckschrift beschriebene Brenner umfasst darüber hinaus einen Flammenstabilisator, der an dem Ende der zentralen Leitung angeordnet ist und der eine flanschförmige Nabe und eine zentrale Öffnung aufweist, die in Verlängerung der Düse zur Zerstäubung von Öl angeordnet ist; die Nabe weist kleine Öffnungen und Flügel bzw. Schaufeln auf, die die aus diesen Öffnungen kommende Primärluft leiten bzw. führen; der (radial gemessene) Abstand der Austrittsöffnungen von der dritten und der vierten ringförmigen Leitung in Bezug auf die Brennerachse beträgt wenigstens das Zweifache des Radius der zentralen Öffnung des Flammenstabilisators; diese Konfiguration ermöglicht die Erzeugung einer vergrößerten "toten" zentralen Zone (ohne nennenswerte Verbrennung) und das Auftreten der Verbrennung in einer größeren Entfernung vor der Düse, indem man in der zentralen Leitung einen geringen Anteil (2 bis 10%) des Primärluftstromes zirkulieren lässt (wobei der Hauptteil dieses Stromes über die dritte und vierte "axiale" und "radiale" Luftleitung freigesetzt wird.Of the In addition, the burner described in this document comprises a flame stabilizer attached to the end of the central duct is arranged and which has a flange-shaped hub and a central opening, the extension of the Nozzle for atomization of oil is arranged; the hub has small openings and wings or Blades that direct the primary air coming from these openings or lead; the (radially measured) distance of the outlet openings of the third and the fourth annular Line with respect to the burner axis is at least twice the radius of the central opening the flame stabilizer; this configuration allows the Generation of an enlarged "dead" central zone (without significant combustion) and the occurrence of combustion in one greater distance in front of the nozzle by one in the central line a small portion (2 to 10%) of the Primary air stream circulate (with the bulk of this stream released via the third and fourth "axial" and "radial" airlines becomes.

Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, derartige Brenner, die für die Beheizung von Drehöfen wie etwa Öfen von Zementwerken gedacht sind, bereitzustellen, um sie für derartige heizwertarmen Brennstoffe geeignet zu machen.The The present invention aims to provide such burners for heating from rotary farms like about stoves cement factories are intended to provide them for such to make low-calorific fuels suitable.

Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, einen Brenner vorzuschlagen, der eine zuverlässige und rationelle Nutzung dieser im Wesentlichen gasförmigen, heizwertarmen Brennstoffe ermöglicht.The The present invention aims to propose a burner, the one reliable and rational use of these essentially gaseous, low calorific fuels allows.

Zu diesem Zweck besteht die Erfindung darin, einen Brenner vorzuschlagen, der zwei getrennte Zuführungsbzw. Einspritzkreise für den heizwertarmen Brennstoff in die Brennkammer umfasst: Ein erster Kreis umfasst Mittel, um den heizwertarmen Brennstoff in Rotation zu versetzen, und ein zweiter Kreis umgibt den ersten Kreis und weist im Wesentlichen kein Mittel auf, um den heizwertarmen Brennstoff in Rotation zu versetzen; diese beiden Kreise sind außerhalb der ringförmigen Leitungen zum "axialen" und "radialen" Lufttransport angeordnet, welche wieder außerhalb einer zentralen Lufttransportleitung angeordnet sind, die mit einem Flammenstabilisator endet, und außerhalb einer Leitung zum Transport von heizwertreichem Brennstoff.To For this purpose, the invention is to propose a burner, the two separate Zuführungsbzw. Injection circuits for includes the low-calorific fuel in the combustion chamber: a first Circle includes means to heat the low-calorific fuel and a second circle surrounds the first circle and has essentially no means to the low-calorific fuel to set in rotation; these two circles are outside the annular Lines arranged for "axial" and "radial" air transport, which again outside a central air transport line are arranged with a Flame stabilizer ends, and outside a conduit for transportation of high calorific fuel.

Gemäß einer ersten Ausführungsform umfasst der Brenner:According to one first embodiment includes the burner:

  • - eine erste sogenannte zentrale, vorzugsweise zylindrische Leitung mit kreisförmigem Querschnitt zum Transport von Primärluft, in deren Innerem sich gegebenenfalls eine Leitung oder mehrere Leitungen zum Transport zu verbrennender Produkte erstrecken kann bzw. können und die einen Flammenstabilisator aufweist;- A first so-called central, preferably cylindrical Pipe with circular Cross-section for the transport of primary air, inside which optionally one or more lines for transport may extend to burning products and a flame stabilizer having;
  • - wenigstens eine zweite Leitung zum Transport eines heizwertreichen, pulverisierten festen, flüssigen oder gasförmigen Brennstoffs;at least one second conduit for transporting a high calorific value, powdered solid, liquid or gaseous fuel;
  • - eine dritte Leitung mit ringförmigem Querschnitt, welche die erste und zweite Leitung umgibt, zum Transport eines Sauerstoffträgers (Luft), die an ihrem Ende mit ersten Mitteln (Flügeln) versehen ist, um den Fluss des Sauerstoffträgers in Rotation zu versetzen;- A third conduit with annular cross-section, which the first and second line surrounds, for transporting an oxygen carrier (air), which is provided at its end with first means (wings) to the Flow of the oxygen carrier to set in rotation;
  • - eine vierte Leitung mit ringförmigem Querschnitt, welche die dritte Leitung umgibt, zum Transport des Sauerstoffträgers (Luft), die an ihrem Ende mit ersten Mitteln (Flügeln) zur axialen Führung (d.h. zur Führung entlang einer zur Längsachse der ersten Leitung parallelen Richtung) des Flusses des Sauerstoffträgers versehen ist;- A fourth line with annular cross-section, which the third line surrounds, to transport the oxygen carrier (air), which are provided at their end with first means (wings) for axial guidance (i.e. to the leadership along a longitudinal axis of the first line parallel direction) of the flow of the oxygen carrier is;
  • - eine fünfte Leitung mit ringförmigem Querschnitt, die die vierte Leitung umgibt, zum Transport des heizwertarmen Brennstoffes, die an ihrem Ende mit zweiten Mitteln (Flügeln) versehen ist, um den (gasförmigen) heizwertarmen Brennstofffluss in Rotation zu versetzen;- a fifth Conduction with annular Cross-section surrounding the fourth conduit, for transporting the low-calorific Fuels provided with second means (wings) at their end is to the (gaseous) to heat low-calorific fuel flow;
  • - eine sechste Leitung mit ringförmigem Querschnitt, die die fünfte Leitung umgibt, zum Transport des heizwertarmen Brennstoffs, die an ihrem Ende mit zweiten Mitteln (Flügeln) zur axialen Führung des Flusses von heizwertarmem Brennstoff versehen ist.a sixth conduit of annular cross section, which is the fifth Pipe surrounds, to transport the low-calorific fuel, the at its end with second means (wings) for the axial guidance of the Flow is provided by low-calorific fuel.

Jede der zwei Leitungen zum Transport von (brennbarem) heizwertarmem Brennstoff wird vorzugsweise über eine Versorgungsleitung versorgt, die mit einer Vorrichtung (wie etwa ein Ventil mit beweglicher Klappe) zur Regulierung des Durchflusses des jeder Leitung zugeführten heizwertarmen Brennstoffs; dies ermöglicht die Einstellung der Einspritzgeschwindigkeit des wirbelnden Strahls (oder der wirbelnden Strahlen), die aus der fünften Leitung austreten, und des axialen Strahls (oder der axialen Strahlen), der (die) aus der sechsten Leitung austritt (austreten); die Regulierung dieser Geschwindigkeiten – und der Mengen – erlaubt die Einstellung der Menge an in die Brennkammer des Ofens eingespritztem heizwertarmen Brennstoffs als Funktion seines Drucks, seiner Beschaffenheit, seiner Temperatur und seinem Hu, und ermöglicht die Vermeidung einer Störung der Verbrennung des heizwertreichen Brennstoffs durch die Strahlen von heizwertarmem Brennstoff; die Austrittsgeschwindigkeit des heizwertarmen Brennstoffs in die Brennkammer kann unterhalb derjenigen des heizwertreichen Brennstoffs sowie derjenigen des zwischen den Leitungen zum Transport des heizwertreichen Brennstoffs und den Leitungen zum Transport des heizwertarmen Brennstoffs eingespritzten Sauerstoffträgers sein; insbesondere ist die Rotationsgeschwindigkeit des heizwertarmen Brennstoffes in der Größenordnung von 20 bis 70 Meter pro Sekunde, wenn der heizwertarme Brennstoff heiß ist, d.h. eine Temperatur in der Größenordnung von wenigstens 300°C (insbesondere in der Größenordnung von 300°C bis 500°C) aufweist, und in der Größenordnung von 20 bis 30 Meter pro Sekunde, wenn der heizwertarme Brennstoff kalt ist, d.h. eine Temperatur in der Größenordnung von 0° bis 100°C aufweist; eine Mindestgeschwindigkeit von ungefähr 20 Metern pro Sekunde wird verwendet, um ein Mitreißen der eventuell in dem heizwertarmen Brennstoff vorhandenen (Staub-) Teilchen oder Tröpfchen zu bewirken.each the two lines for the transport of (flammable) low-calorific Fuel is preferably over a supply line provided with a device (such as about a valve with movable flap) to regulate the flow of the each line fed low-calorific fuel; this allows the setting of the Injection speed of the swirling jet (or the swirling Rays) coming from the fifth Leave line, and the axial beam (or the axial rays), the one who leaves the sixth line (escapes); the regulation these speeds - and of quantities - allowed the adjustment of the amount of injected into the combustion chamber of the furnace low-calorific fuel as a function of its pressure, its nature, its temperature and its Hu, and allows avoiding one disorder combustion of the high-calorie fuel by the jets low-calorific fuel; the exit velocity of the low-calorific value Fuel in the combustion chamber may be below that of the high calorific value Fuel as well as that of between the lines for transport of high-value fuel and wires to transport be the low-calorific fuel injected oxygen carrier; in particular, the rotational speed of the low-heating Fuel in the order of magnitude from 20 to 70 meters per second when the low-calorific fuel hot, i.e. a temperature of the order of magnitude of at least 300 ° C (especially on the order of magnitude of 300 ° C up to 500 ° C) and on the order of magnitude from 20 to 30 meters per second when the low-calorific fuel is cold, i. has a temperature in the order of 0 ° to 100 ° C; a minimum speed of about 20 meters per second used to get carried away the possibly present in the low-calorific fuel (dust) Particles or droplets to effect.

Die kinetische Energie (und/oder der Impuls) des Gases mit geringem Hu muss so niedrig wie möglich sein, um die Verbrennung des heizwertreichen Brennstoffs nicht zu stören und somit die Form ihrer Flamme nicht zu sehr zu verändern; hingegen muss die Geschwindigkeit des heizwertarmen Brennstoffs ausreichend sein, um die Ablagerung von Stäuben (im Falle eines staubförmigen Gases) zu vermeiden, also im allgemeinen über 20 Meter pro Sekunde betragen, und/oder um zu Kondensationen von schweren Teeren (im Falle eines Pyrolysegases) zu vermeiden. Die zwei Kreise zum Transport des heizwertarmen Brennstoffs sind vorgesehen, um das Gas mit einer sehr hohen Temperatur (oberhalb von 300°C) aufzunehmen. Die Temperatur wird oberhalb derjenigen der Ablagerung der schwersten Komponenten gewählt und gehalten. Die Einspritzdüse kann vor dem Einleiten des Pyrolysegases durch Durchströmen heißer (sauberer) Gase vorgeheizt werden; vorzugsweise ist der innere (radiale) Kreis zum Transport des heizwertarmen Brennstoffs thermisch von dem zentralen Teil der Einspritzdüse isoliert, insbesondere mit Hilfe einer Doppelwandung (Edelstahlrohr, gefüllt mit Isolierstoff). Das äußere Rohr der Leitung zum (axialen) Transports des Brennstoffs ist ebenfalls auf diese Weise durch ein Isoliermittel geschützt.The kinetic energy (and / or the momentum) of the gas with low Hu must be as low as possible not to the combustion of the high calorific fuel to disturb and thus not to change the shape of its flame too much; however, must the speed of the low calorific fuel will be sufficient to the deposition of dusts (in the case of a dusty Gas), that is generally more than 20 meters per second, and / or to cause condensation of heavy tars (in the case of Pyrolysis gas) to avoid. The two circles to transport the low-calorific Fuel is provided to the gas at a very high temperature (above 300 ° C) take. The temperature will be above that of the deposit the heaviest components chosen and kept. The injector can be hotter (cleaner) before passing the pyrolysis gas through it Gases are preheated; Preferably, the inner (radial) circle to transport the low-calorific fuel thermally from the central Part of the injector insulated, in particular with the aid of a double wall (stainless steel pipe, filled with insulating material). The outer tube of the Line for (axial) transport of the fuel is also on this way protected by an insulating.

Bei der auf den heizwertarmen Brennstoff, der aus der fünften Leitung austritt, von dem In-Rotation-Versetzungsmittel übertragenen Rotation, neigt der "innere" Fluss des heizwertarmen Brennstoffs dazu, in der Brennkammer zu divergieren, das heißt, er hat die Tendenz, sich nach seinem Austreten aus der fünften Leitung von der Längsachse zu entfernen; der "externe" Fluss des heizwertarmen Brennstoffs, der axial (longitudinal) aus der sechsten Leitung austritt, widersetzt sich der Divergenz dieses Flusses, indem sie ihn umhüllt; durch die Regulierung der Geschwindigkeiten und der Mengen dieser zwei Flüsse heizwertarmen Brennstoffs, die die Flüsse (heizwertreichen) Brennstoffs umgeben, und eines (die Hauptflamme erzeugenden) Sauerstoffträgers kann eine Störung der Hauptverbrennung durch Einbringung des heizwertarmen Brennstoffes vermieden werden.at that on low-calorific fuel coming from the fifth pipe leakage, transmitted from the in-rotation displacement means rotation tends to the "inner" flow of low-calorific Fuel to diverge in the combustion chamber, that is, he has the tendency to move out of the fifth line after leaving from the longitudinal axis to remove; the "external" river of the low-calorific Fuel, which exits axially (longitudinally) from the sixth line, resisted the divergence of this river envelops it; by regulation of speeds and quantities of these two rivers low-calorific fuel containing the rivers (high calorific value) fuel surrounded, and one (the main flame-generating) oxygen carrier can a disorder the main combustion by introducing the calorific value fuel be avoided.

Darüber hinaus begünstigt die dem "inneren", wirbelnden Fluss des heizwertarmen Brennstoffes, der in der Umgebung des axialen Flusses des Sauerstoffträgers, den er umgibt, eingespritzt wird, aufgeprägte Rotation die fortschreitende und innige Mischung des Brennstoffes und des Sauerstoffträgers, was eine gute Verbrennung des heizwertarmen Brennstoffes begünstigt.In addition, it promotes the "inward" swirling flow of the low calorific fuel injected in the vicinity of the axial flow of the oxygen carrier it surrounds, imprinted rotation the progressive and intimate mixture of fuel and oxygen carrier, which promotes good combustion of low-calorific fuel.

Gemäß einem bevorzugten Merkmal ist die ringförmige Leitung (die fünfte Leitung) zum Transport des heizwertarmen Brennstoffes, die die ringförmige Leitung (die vierte Leitung) zum Transport des Sauerstoffträgers umgibt von der letzteren (vierten) Leitung auf einem beträchtlichen Teil seiner Länge durch eine thermische Isolierschicht getrennt; dadurch ist es möglich, ein Abkühlen des heizwertarmen Brennstoffes durch den Sauerstoffträger (Luft) zu vermeiden (und/oder die Abkühlung zu begrenzen), was die Kondensation der kondensierbaren Bestandteile und die Ablagerung von Kondensaten auf den Wandungen der fünften Leitung zum Transport von heizwertarmem Brennstoff mit sich bringen könnte; da diese Ablagerungen (Säuren, Teere, Stäube) das Funktionieren des Brenners beeinträchtigen und/oder dessen Korrosion bewirken könnten, kann sich diese thermische Isolierung als notwendig herausstellen.According to one preferred feature is the annular conduit (the fifth conduit) for transportation of low-calorific fuel containing an annular pipeline (the fourth line) to transport the oxygen carrier surrounds from the latter (fourth) lead on a considerable Part of its length through a thermal insulation layer separated; This makes it possible to cooling down of low-calorific fuel through the oxidizer (air) too avoid (and / or the cooling limit), which is the condensation of the condensable constituents and the deposition of condensates on the walls of the fifth conduit could bring with it the transport of low-calorific fuel; there these deposits (acids, Tars, dusts) that Affect the functioning of the burner and / or its corrosion could cause This thermal isolation may prove necessary.

Die durch die Erfindung gewonnenen Vorteile werden besser verstanden werden aus der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die Zeichnungen, die ohne einschränkend zu sein bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung darstellen.The Advantages gained by the invention will be better understood will be understood from the following description with reference to the drawings, the without restrictive to be preferred embodiments represent the invention.

In den Zeichnungen tragen gleiche oder ähnliche Elemente wenn nichts anderes gesagt ist in allen Figuren die gleichen Bezugszeichen.In the drawings bear the same or similar elements if nothing Otherwise, the same reference numerals are used in all figures.

1 zeigt in Vorderansicht das Ende 22 der Einspritzdüse des Brenners. 1 shows in front view the end 22 the injector of the burner.

2 ist eine Halbansicht im Querschnitt entlang der strichpunktierten Linie A-A der 1 in vergrößertem Maßstab. 2 is a half-view in cross section along the dashed line AA of 1 on an enlarged scale.

3 zeigt schematisch einen Flügel, um den internen Fluss heizwertarmen Brennstoffs in Rotation zu versetzen, und eine Ansicht entlang der Linie III-III der 2. 3 schematically shows a wing to set the internal flow of low-calorific fuel in rotation, and a view along the line III-III of 2 ,

4 zeigt in gleicher Weise wie 2 einen Brenner für einen Ofen eines Zementwerks gemäß einer Ausführungsvariante. 4 shows in the same way as 2 a burner for a furnace of a cement plant according to an embodiment variant.

Die Einspritzdüse 31 und die Hauptleitungen 5, 7, 9, 11, 15, 17 des Brenners erstrecken sich entlang einer Längsachse 1; im Falle eines Zementwerk-Rohrofens kann die Achse 1 im Wesentlichen koaxial zur Achse des Ofens, in horizontaler Lage oder ein wenig gegenüber der Horizontalen geneigt sein.The injector 31 and the main lines 5 . 7 . 9 . 11 . 15 . 17 of the burner extend along a longitudinal axis 1 ; in the case of a cement kiln, the axle can 1 be substantially coaxial with the axis of the furnace, in a horizontal position or slightly inclined from the horizontal.

Der zentrale Teil der Einspritzdüse umfasst eine zentrale Leitung 5 zum Transport von Luft, die von einem Rohr 6 mit der Achse 1 begrenzt ist; im Inneren der Leitung 5 erstrecken sich vier zu der Achse 1 parallele Leitungen (2); eine Leitung 3 zum Einspritzen von Lösungsmittel, die von einer rohrförmigen Wandung 4 mit der Achse 2 begrenzt ist, sowie ein Leitung zum Transport von Tiermehlen; die in diesen zwei Leitungen transportieren Produkte dienen dazu, in der Brennkammer des Ofens verbrannt zu werden; zwei weitere Leitungen dienen dem Transport von brennbarem Gas und Abwässern (und/oder der Aufnahme einer Zündvorrichtung); bei der in 4 gezeigten Variante ist nur eine einzige Leitung 3 zum Transport von Brennstoff dargestellt; die Leitung 3 ist mit einer Düse 3a zur Zerstäubung von Heizöl begrenzt.The central part of the injection nozzle comprises a central conduit 5 for transporting air from a pipe 6 with the axis 1 is limited; inside the pipe 5 four extend to the axis 1 parallel lines ( 2 ); a line 3 for injecting solvent from a tubular wall 4 with the axis 2 is limited, as well as a line for the transport of animal meals; the products transported in these two lines serve to be burned in the combustion chamber of the furnace; two additional lines are used to transport flammable gas and wastewater (and / or to hold an ignition device); at the in 4 shown variant is only a single line 3 shown for transporting fuel; The administration 3 is with a nozzle 3a limited to the atomization of fuel oil.

Bei den beiden in den 2 und 4 dargestellten Varianten ist die zentrale Leitung zum Transport eines Teils der Primärluft mit einer Flammenstabilisierungsvorrichtung 5a begrenzt, die von einer Mehrzahl von kleinen Luftdurchtrittsöffnungen 5b durchbohrt ist; bei der Variante der 4 ist die Stabilisierungsvorrichtung von einer zentralen Öffnung 5e durchbohrt, die sich in Verlängerung der Düse 3a erstreckt; bei der in 2 dargestellten Variante umfasst die Stabilisierungsvorrichtung 5a, quer über die sich das Ende 3a der Leitung 3 erstreckt, zum einen kleine Öffnungen 5b, die auf ihrer Oberfläche verteilt sind, und andererseits eine ringförmige Umfangsöffnung 5c; die Öffnungen 5b, 5c und der Druck der Luft, die in die Leitung 5 eintritt, sind vorgesehen, damit die Luftmenge, die die Stabilisierungsvorrichtung durchströmt, gering ist.In the two in the 2 and 4 illustrated variants is the central conduit for transporting a portion of the primary air with a flame stabilizing device 5a bounded by a plurality of small air passage openings 5b pierced; in the variant of 4 the stabilizer is from a central opening 5e pierced, extending in extension of the nozzle 3a extends; at the in 2 illustrated variant includes the stabilizing device 5a , across the end 3a the line 3 extends, for a small openings 5b , which are distributed on its surface, and on the other hand, an annular peripheral opening 5c ; the openings 5b . 5c and the pressure of the air in the pipe 5 occurs, are provided so that the amount of air flowing through the stabilizer is low.

Um die zylindrische Wandung 6, die die Leitung 5 von einer ringförmigen Leitung 7 zum Transport von pulverförmigem Kohlenstoff trennt, erstrecken sich sechs rohrförmige, metallische Wandungen 8, 10, 12, 14, 16, 18 mit von der Achse 1 zunehmendem Durchmesser:Around the cylindrical wall 6 that the line 5 from an annular conduit 7 separates for transporting powdered carbon, six tubular, metallic walls extend 8th . 10 . 12 . 14 . 16 . 18 with increasing diameter from axis 1:

  • - eine zylindrische Wandung 8, die die Leitung 7 von einer ringförmigen Leitung 9 zum radialen Transport von Primärluft trennt;- a cylindrical wall 8th that the line 7 from an annular conduit 9 for the radial transport of primary air separates;
  • - eine zylindrische Wandung 10, die die Leitung 9 von einer ringförmigen Leitung 11 zum axialen Transport von Primärluft trennt;- a cylindrical wall 10 that the line 9 from an annular conduit 11 for the axial transport of primary air separates;
  • - eine zylindrische Wandung 12, die die Leitung 11 von einer thermischen Isolierung trennt;- a cylindrical wall 12 that the line 11 separates from a thermal insulation;
  • - eine zylindrische Wandung 14, die die Isolierung 13 von einer ringförmigen Leitung 15 zum Transport von radial strömendem und/oder wirbelndem Pyrolysegas trennt;- a cylindrical wall 14 that the isolation 13 from an annular conduit 15 separates for the transport of radially flowing and / or swirling pyrolysis gas;
  • - eine zylindrische Wandung 16, die die Leitung 15 von einer ringförmigen Leitung 17 zum Transport von Pyrolysegas mit axialer Strömung trennt;- a cylindrical wall 16 that the line 15 from an annular conduit 17 for the transport of pyrolysis gas with axial flow separates;
  • - eine zylindrische Wandung 18, die die Leitung 17 von einer zylindrischen, äußeren Verkleidung 19 aus feuerfestem Beton trennt.- a cylindrical wall 18 that the line 17 from a cylindrical outer panel 19 made of fireproof concrete.

Wie in 2 gezeigt ist, sind die Rohre 6, 8, 10, 12, 16, 18 an ihrem freien Ende von einem Überschieberohr bzw. einer Muffe 6a, 8a, 10a, 12a, 16a bzw. 18a begrenzt; diese Überschieberohre bzw. Muffen weisen eine Form auf, die eine Rotationssymmetrie um die Achse 1 hat; die Dicke der Überschieberohre kann entlang der Achse 1 verschieden sein, um ringförmige (und/oder sich weitende) Leitungen zum Einspritzen der Produkte, die jeweils in die Brennkammer befördert werden, zu begrenzen, welche für jeden der gasförmigen und/oder pulverförmigen Flüsse eine Geschwindigkeit und eine vorbestimmte Richtung gewährleisten; zu diesem Zweck gewährleisten darüber hinaus Flügel 9a, die gegenüber der Achse 1 geneigt sind, eine radiale Führung der von der Leitung 9 bereitgestellten Luft, um in der Kammer einen Wirbel zu erzeugen; Flügel 11a, die parallel zu der Achse 1 angeordnet sind, gewährleisten eine axiale Führung der von der Leitung 11 bereitgestellten Luft.As in 2 shown are the pipes 6 . 8th . 10 . 12 . 16 . 18 at its free end by a sliding tube or a sleeve 6a . 8a . 10a . 12a . 16a respectively. 18a limited; These oversize tubes or sleeves have a shape that has a rotational symmetry about the axis 1 Has; the thickness of the oversize tubes can be along the axis 1 be different in order to limit annular (and / or expanding) conduits for injecting the products, which are each conveyed into the combustion chamber, which ensure a speed and a predetermined direction for each of the gaseous and / or pulverulent flows; for this purpose, moreover, ensure wings 9a that face the axis 1 are inclined, a radial guidance of the line 9 provided air to create a vortex in the chamber; wing 11a parallel to the axis 1 are arranged, ensure an axial guidance of the line 11 provided air.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst der Brenner in der Umgebung seiner Nase oder seinem vorderen Ende 22 (dem Einspritzende in die Brennkammer) Flügel 20 zur Umlenkung des inneren Flusses des heizwertarmen Brennstoffes, der aus der Leitung 15 austritt, um in der Kammer um die aus den Leitungen 9 und 11 austretenden Luftstrahlen herum wirbelnde Strahlen zu bilden, und umfasst Flügel 21 zur axialen Führung des externen Flusses von aus der Leitung 17 austretendem heizwertarmen Brennstoff umfasst.In one aspect of the invention, the burner includes in the vicinity of its nose or forward end 22 (the end of injection into the combustion chamber) wings 20 to redirection of the internal flow of the calorific value fuel coming from the pipeline 15 exit to the chamber from the pipes 9 and 11 emerging air jets to form swirling rays, and includes wings 21 for the axial guidance of the external flow from the line 17 exiting low calorific fuel.

Die Nase umfasst nämlich einen Spannring 23, der die Flügel 20 trägt, die sich entlang einer Längsachse 24 erstrecken, welche geneigt ist, um den aus der Leitung 15 austretenden Fluss in Rotation zu versetzen.Namely, the nose comprises a clamping ring 23 who's the wings 20 carries along a longitudinal axis 24 extend, which is inclined to the out of the pipe 15 to set the outflowing river in rotation.

Der Neigungswinkel 25 der Achse 24 bezüglich der Achse 1 liegt im allgemeinen in einem Bereich von 10° bis 50°.The angle of inclination 25 the axis 24 with respect to the axis 1 is generally in a range of 10 ° to 50 °.

Das Pyrolysegas wird den Leitungen 15 und 17 der Einspritzdüse über Pyrolysegas-Versorgungsleitungen zugeführt, die vorzugsweise jeweils mit einem Ventil 30 zur Regulierung der Menge an in jede der Leitungen 15, 17 eingebrachtem Pyrolysegas versehen sind.The pyrolysis gas is the lines 15 and 17 supplied to the injection nozzle via pyrolysis gas supply lines, preferably each with a valve 30 to regulate the amount of in each of the lines 15 . 17 are provided introduced pyrolysis gas.

Der Brenner umfasst eine ringförmige Austrittsöffnung 7b für einen festen und/oder gasförmigen Brennstoff, die radial innerhalb von den Austrittsöffnungen 9b, 11b der in Rotation versetzten Primärluft und der Axialluft und außerhalb der Flammenstabilisierungsvorrichtung 5a angeordnet ist; die Stabilisierungsvorrichtung (4) ist am vorderen Ende einer zentralen Öldüsenöffnung; der minimale radiale Abstand der Austrittsöffnungen 9b, 11b des Großteils der Primärluft bezüglich des Zentrums der Düse des Brenners beträgt wenigstens das Zweifache des Radius der zentralen Öffnung der Flammenstabilisierungsvorrichtung (4); die Stabilisierungsvorrichtung ragt in radialer Richtung deutlich über die Öffnung einer zentralen Leitung hinaus, die im Wesentlichen der Öffnung der Düse 3a der zentralen Brennstoffleitung (4) entspricht und umfasst Öffnungen (5b) zum Durchtritt eines kleinen Teils der primären Verbrennungsluft, die außerhalb dieser zentralen Öffnung angeordnet sind; die Axialluftaustrittsöffnung 11b ist (radial) außerhalb der Öffnung 9b angeordnet und weist einen äußeren Rand (Ende des Überschieberohrs 12a) auf, der axial nach vorn (links in den 2 und 4) hervorragt; die ringförmgien Versorgungsleitungen können in Strömungsrichtung vor ihrer Austrittsöffnung konische Wandabschnitte (wie z.B. 7a, 7d, 11c, 11d) aufweisen, die gegeneinander axial verschiebbar sind; bestimmte der ringförmigen Versorgungsleitungen können einen axialen, zylindrischen Endabschnitt aufweisen, der einen konischen Wandungsabschnitt verlängert, so dass dem Ende der Leitung (von längs betrachtet) die Form eines "S" verleihen wird. Der ringförmige Kanal 11 für die Axialluft umfasst Trennwände 11a zur Führung und axialen Ausrichtung der Primärluft in getrennten Kanälen, die auf einem Kranz angeordnet sind und sich axial er- strecken; der ringförmige Durchtrittsabschnitt für die Axialluft oder die entsprechenden Kanäle, die kranzförmig angeordnet sind, können wenigstens teilweise verschlossen oder verstopft sein; die Summe der freien Durchtrittsabschnitte der axialen Kanäle ist im Wesentlichen kleiner als der Abschnitt der ringförmigen Leitung für die Primärluft, die in axialer Richtung strömt; die Stabilisierungsvorrichtung 5a ist bezüglich der Austrittsöffnungen 9b, 11b der in Rotation befindlichen Luft und der Axialluft sowie bezüglich der Ausgänge 7b, 15b, 17b der festen und gasförmigen Brennstoffe, heizwertreich und heizwertarm, axial nach hinten verschoben.The burner comprises an annular outlet opening 7b for a solid and / or gaseous fuel that is radially inward of the exit ports 9b . 11b the rotated primary air and the axial air and outside the flame stabilizing device 5a is arranged; the stabilization device ( 4 ) is at the front end of a central oil nozzle opening; the minimum radial distance of the outlet openings 9b . 11b the majority of the primary air relative to the center of the nozzle of the burner is at least twice the radius of the central opening of the flame stabilizing device ( 4 ); the stabilizing device protrudes in the radial direction clearly beyond the opening of a central conduit which is substantially the opening of the nozzle 3a the central fuel line ( 4 ) and includes openings ( 5b ) for passing a small part of the primary combustion air, which are arranged outside this central opening; the Axialluftaustrittsöffnung 11b is (radially) outside the opening 9b arranged and has an outer edge (end of the transfer tube 12a ), which is axially forward (left in the 2 and 4 ) protrudes; the ringförmgien supply lines can in the flow direction in front of its outlet conical wall sections (such as 7a . 7d . 11c . 11d ), which are axially displaceable against each other; certain of the annular supply conduits may have an axial, cylindrical end portion which extends a conical wall portion so that the end of the conduit (viewed longitudinally) will give the shape of an "S". The annular channel 11 for the axial clearance includes partitions 11a for guiding and axially aligning the primary air in separate ducts arranged on a rim and extending axially; the annular passage portion for the axial air or the respective channels, which are arranged in a ring shape, may be at least partially closed or plugged; the sum of the free passage portions of the axial passages is substantially smaller than the portion of the annular duct for the primary air flowing in the axial direction; the stabilization device 5a is with respect to the outlet openings 9b . 11b the air in rotation and the axial clearance and the outputs 7b . 15b . 17b of solid and gaseous fuels, high calorific value and low calorific value, shifted axially to the rear.

Mit Bezug auf die 2 kann die Öffnung 5c alternativ am Umfang der Düse 3a zur Zerstäubung des Brennstoffes oder an jeder anderen Position angeordnet sein, die sich zwischen der Düse 3a und der Wandung 6 befindet, welche die zentrale Leitung 5 begrenzt;With reference to the 2 can the opening 5c alternatively at the circumference of the nozzle 3a be arranged for atomization of the fuel or at any other position extending between the nozzle 3a and the wall 6 which is the central conduit 5 limited;

Claims (9)

Brenner für einen Drehrohrofen, der eine Düse (3a) und im Wesentlichen konzentrische Leitungen (7, 9, 11) zum Zuführen eines ersten Brennstoffes und zum axialen und radialen Zuführen von Primärluft umfasst, und in dem die Austrittsöffnungen (9b, 11b) der Luftleitungen (9, 11) außerhalb der Austrittsöffnung (7b) einer Brennstoffleitung (7) angeordnet ist, wobei der Brenner eine zentrale Primärluftleitung umfasst, die mit einem Flammenstabilisator (5a) versehen ist, der Luftdurchtrittsöffnungen (5b, 5c) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass er zwei unterschiedliche, ringförmige Leitungen zum Transport eines sogenannten heizwertarmen Brennstoffes umfasst: eine Leitung (15), die Mittel (20) aufweist, um den heizwertarmen Brennstoff in Rotation zu versetzen, und eine Leitung (17) umfasst, die die innere Leitung (15) umgibt.Burner for a rotary kiln having a nozzle ( 3a ) and substantially concentric lines ( 7 . 9 . 11 ) for supplying a first fuel and for axially and radially supplying primary air, and in which the outlet openings ( 9b . 11b ) of the air ducts ( 9 . 11 ) outside the outlet ( 7b ) of a fuel line ( 7 ), wherein the burner comprises a central primary air line, which is equipped with a flame stabilizer ( 5a ), the air passage openings ( 5b . 5c ), characterized in that it has two under different, annular lines for transporting a so-called low-calorific fuel comprises: a line ( 15 ), the means ( 20 ) in order to set the low-calorific fuel in rotation, and a line ( 17 ), which is the inner conduit ( 15 ) surrounds. Brenner für eine Verbrennungsanlage, der mit einem heizwertreichen Brennstoff und einem heizwertarmen, im Wesentlichen gasförmigen Brennstoff versorgt wird, die Folgendes umfasst: - eine zentrale Primärluft-Förderleitung mit einem Flammenstabilisator (5a), - wenigstens eine zweite, ringförmige Leitung (7) zum Fördern eines festen, pulverförmigen Brennstoffes, die die zentrale Leitung umgibt, - eine dritte, ringförmige Leitung (9) zum Fördern eines Sauerstoffträgers, die die zweite Leitung umgibt und an ihrem Ende mit Mitteln (9a) versehen ist, um den Sauerstoffträgerstrom in Rotation zu versetzen, - eine vierte, ringförmige Leitung (11) zum Fördern des Sauerstoffträgers, die die dritte Leitung umgibt und an ihrem Ende mit Mitteln (11a) versehen ist, um den Sauerstoffträger axial zu führen, - eine fünfte, ringförmige Leitung (15) zum Fördern des heizwertarmen Brennstoffs, die die vierte Leitung umgibt und an ihrem Ende mit Mitteln (20) versehen ist, um den Strom des heizwertarmen Brennstoffs in Rotation zu versetzen, - eine sechste, ringförmige Leitung (17) zum Fördern des heizwertarmen Brennstoffes, die die fünfte Leitung umgibt und an ihrem Ende mit Mitteln (21) versehen ist, um den Strom des heizwertarmen Brennstoffes axial zu führen.Burner for an incinerator supplied with a high-calorie fuel and a low-calorific, substantially gaseous fuel, comprising: - a central primary air delivery line with a flame stabilizer ( 5a ), - at least one second, annular conduit ( 7 ) for conveying a solid, powdered fuel surrounding the central conduit, - a third, annular conduit ( 9 ) for conveying an oxygen carrier, which surrounds the second conduit and at its end with means ( 9a ) in order to set the oxygen carrier flow in rotation, - a fourth, annular line ( 11 ) for conveying the oxygen carrier surrounding the third conduit and at its end with means ( 11a ) to axially guide the oxygen carrier, - a fifth, annular conduit ( 15 ) for conveying the low-calorific fuel surrounding the fourth conduit and at its end with means ( 20 ) in order to set the flow of the low-calorific fuel in rotation, - a sixth, annular line ( 17 ) for conveying the low-calorific fuel surrounding the fifth conduit and at its end with means ( 21 ) is provided to guide the flow of low-calorific fuel axially. Brenner gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem jedes der zwei Leitungen (15, 17) zum Fördern des heizwertarmen Brennstoffs mit einer jeweiligen Ausstoßregeleinrichtung (30) wie etwa einem Ventil mit beweglicher Klappe versehen ist.Burner according to one of claims 1 or 2, in which each of the two lines ( 15 . 17 ) for conveying the low-calorific fuel with a respective ejection control device ( 30 ), such as a valve with a movable flap. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, der eine Wärmeisolierung (13) umfasst, die die innere ringförmige Leitung (15) zum Fördern des heizwertarmen Brennstoffs von einer ringförmigen Luftförderleitung (11) trennt und die im Inneren der Leitung (15) angeordnet ist.Burner according to one of claims 1 to 3, which has a thermal insulation ( 13 ) comprising the inner annular conduit ( 15 ) for conveying the low-calorific fuel from an annular air conveyor line ( 11 ) and that inside the pipe ( 15 ) is arranged. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Mittel, um den inneren Strom des heizwertarmen Brennstoffes in Rotation zu versetzen, eine Mehrzahl von festen Schaufeln bzw. Flügeln (20) aufweist, die am Ende (22) der Einspritzdüse (31) des Brenners angeordnet sind und die in regelmäßigen Abständen um die Längsachse (1) der Einspritzdüse des Brenners angeordnet sind und die bezüglich dieser Achse um einen Winkel (25) geneigt sind, dessen Betrag in einem Bereich von 10 bis 50 Grad liegt.Burner according to one of claims 1 to 4, in which the means for setting the internal flow of the low-calorific fuel in rotation comprise a plurality of fixed vanes (FIGS. 20 ), which at the end ( 22 ) of the injection nozzle ( 31 ) of the burner are arranged and at regular intervals about the longitudinal axis ( 1 ) of the injector of the burner are arranged and with respect to this axis by an angle ( 25 ) whose amount is in a range of 10 to 50 degrees. Heizverfahren eines Drehofens, dadurch gekennzeichnet, dass: - man einen Brenner gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 verwendet, - man einen heizwertreichen Brennstoff verwendet, mit einem Hu von wenigstens 8000 kcal/Nm3 und man eine Verbrennung des im zentralen Teil der Nase (22) der Einspritzdüse eingespritzten heizwertreichen Brennstoffs mit einem um den heizwertreichen Kraftstoff herum eingespritzten Sauerstoffträger hervorruft, - man darüber hinaus einen heizwertarmen Brennstoff verwendet, mit einem Hu von höchstens 8000 kcal/Nm3 verwendet und man die Verbrennung des am Umfang der Nase eingespritzten heizwertarmen Brennstoffs hervorruft, wobei innere, umlaufende Strahlen gebildet werden und wobei äußere, im Wesentlichen axiale Strahlen gebildet werden.Heating method of a rotary kiln, characterized in that: - one uses a burner according to one of claims 1 to 5, - one uses a high-calorie fuel, with a Hu of at least 8000 kcal / Nm 3 and one combustion of the central part of the nose ( 22 ) of the injector injected high-calorific fuel with an injected around the high-calorific fuel around oxidizer causes - is also used a low-calorific fuel, with a Hu of at most 8000 kcal / Nm 3 used and causes the combustion of injected at the perimeter of the nose calorific value fuel in which inner circumferential beams are formed and outer, substantially axial beams are formed. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem man eine mittlere Geschwindigkeit des heizwertarmen Brennstoffes in der Einspritzdüse in einem Betragsbereich aufrecht erhält, der von 20 Metern pro Sekunde bis 70 Metern pro Sekunde reicht.A method according to claim 6, wherein a middle one Speed of low-calorific fuel in the injector in one Maintains amount range, which ranges from 20 meters per second to 70 meters per second. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, bei dem der heizwertreiche Brennstoff in fester und pulverförmiger Form vorliegt und bei dem der heizwertarme Brennstoff ein Pyrolysegas ist.Method according to one of claims 6 or 7, wherein the high calorific value Fuel in solid and powdery Form present and in which the low-calorific fuel is a pyrolysis gas is. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem das Pyrolysegas bei einer Temperatur in der Größenordnung von 300°C bis 500°C in die Einspritzdüse eingeführt wird.A method according to claim 8, wherein the pyrolysis gas at a temperature of the order of 300 ° C to 500 ° C in the injector is introduced.
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